LISTA 4 CINEMÁTICA DOS FLUIDOS

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Lista 4 Cinemática dos Fluidos 
Professor LIMA 
Mecânica dos Fluidos 
 
 
1. Calcule o número de Reynolds para os dois fluidos e classifique seu escoamento: 
a) fluido de freio com viscosidade υ = 22,8 x10-5 ft2/s e velocidade 11 cm/s, 15 cm/s e 25 
cm/s em duto circular de diâmetro 32 mm 
b) água com as seguintes características μ = 9,91x10-4 Pa.s e ρ = 0,9 g/cm3; velocidade 
20 cm/s e 30 cm/s em duto de 1” e 2”. 
 
a) Re1 = 166,2 Re2 = 226,6 Re3 = 377,7 
b) Re(20cm/s;1”) = 4613,5 Re(20cm/s;2”) = 9227,0 
 Re(30cm/s;1”) = 6920,3 Re(20cm/s;2”) = 13840,6 
 
2. No final do processo de produção de óleo vegetal seu armazenado é realizado num 
tanque retangular com as seguintes dimensões: 2500mm x 3100mm x 4200mm. A 
alimentação é realizada até enchimento do tanque com uma vazão de 200 lbm/min. 
Calcule: a) vazão volumétrica e b) tempo para completar o tanque. 
Dados: ρ = 0,75 g/cm3; 
 
a) Q = 2,0 L/s b) t = 4h e 29min 
 
 
3. As imagens a seguir mostram o esquema de abastecimento de gasolina num posto de 
combustível. A vazão volumétrica de gasolina através de um duto circular (raio=200mm) 
é de 8 litros/s. Calcule: 
a) sua vazão mássica e de peso; 
b) quanto tempo será necessário para encher um tanque de um posto de gasolina com as 
seguintes dimensões: 2500mm de diâmetro e 4000mm de comprimento; 
c) número de Reynolds e sua classificação quanto ao seu escoamento. 
(Pesquise os dados do fluido). 
 
 
Fonte: blogdocaminhoneiro.com 
 
 
Fonte: www.gilbarco.com 
 
 
Dados gasolina a 20 °C: ρ = 750kg/m3 μ = 17,2.10-6 Pa.s 
a) Qm = 5,92kg/s QG = 58,1 N/s 
b) 40,9 min 
c) 71095 Turbulento 
 
4. Refaça os cálculos da questão 3 com álcool e diesel. 
 
 
 
5. Numa tubulação que apresenta um escoamento viscoso permanente, com sua seção 
transversal circular, a velocidade axial é regida pela equação a seguir: 
 
𝑣(𝑟) = 𝑣 [1 − ] 
 
e o cálculo de velocidade média é dado pela resolução da integral sobre a área: 
 
𝑣 = 
1 
𝐴 𝑣𝑑𝐴
.
 
 
Onde v(r) varia entre v0(velocidade máxima) para (r = 0) e zero na parede da tubulação 
onde (r = R). v0 é a velocidade máxima. Calcule a velocidade média (vm) pela equação 
dada e a fração da velocidade média em relação a máxima. 
 
vm = v0/11 
6. No escoamento turbulento de um fluido em condutos circulares, o diagrama de 
velocidades é dado pela equação: 
𝑣(𝑟) = 𝑣 (1 −
𝑟
𝑅) 
Verificar que vm/vo = 49/60 
 
 
7. O tanque maior da figura a seguir permanece com nível constante. O 
escoamento na calha tem seção transversal quadrada com velocidade 
obedecendo a seguinte equação v=3y2. Sabendo que o tanque B com formato 
cúbico tem aresta de 1m e é completamente preenchido com em 5s. Calcule: a) a 
velocidade média na calha; b) a vazão no conduto circular de 30 cm de diâmetro. 
 
a) vm = 1m/s 
b) 0,8 m3/s 
 
 
 
 
 
8. O diagrama a seguir corresponde à seção longitudinal de um canal de 10” de 
largura. Supondo escoamento bidimensional com perfil de velocidades dado 
pela equação v = 30y – y2 (y e v no CGS). O fluido tem peso específico 0,9 N/L e 
viscosidade cinemática υ = 70cSt. 
Determine: 
a) gradiente de velocidades para y = 2cm e 3cm 
b) o valor da máxima tensão de cisalhamento na seção 
c) a velocidade média na seção 
d) a vazão mássica na seção 
 
 
 
 
 
a) 26s-1 e 24s-1 
b) 0,19Pa 
c) 0,67 m/s 
d) 0,75 kg/s