Aula_2_Fen_meno_dos_transportes

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Engenheiro mecânico, M.Sc. Vagner Ferreira de Oliveira
1ª semana de agosto de 2013
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Continuidade da aula 1
 Ementa:
Apresentar o modelo matemático para calcular a viscosidade de um viscosímetro de cilindro concêntrico.
Comprovar o erro menor que 1% em utilizar o perfil de velocidade linear no lugar do perfil real que é parabólico.
Resolver duas questões da lista de exercícios sobre viscosidade e aplicar 1ºlista de exercícios sobre presente tema. 
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Continuidade da aula 1
Apresentar o modelo matemático para calcular a viscosidade de um viscosímetro de cilindro concêntrico.
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Continuidade da aula 1
Apresentar o modelo matemático para calcular a viscosidade de um viscosímetro de cilindro concêntrico.
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Continuidade da aula 1
Apresentar o modelo matemático para calcular a viscosidade de um viscosímetro de cilindro concêntrico.
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Continuidade da aula 1
Apresentar o modelo matemático para calcular a viscosidade de um viscosímetro de cilindro concêntrico.
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Continuidade da aula 1
b) Comprovar o erro menor que 1% quando for utilizar o perfil de velocidade linear no lugar do perfil real que é parabólico. 
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Continuidade da aula 1
Comprovar o erro menor que 1% quando for utilizar o perfil de velocidade linear no lugar do perfil real que é parabólico. 
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Continuidade da aula 1
b) Comprovar o erro menor que 1% quando for utilizar o perfil de velocidade linear no lugar do perfil real que é parabólico. 
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Continuidade da aula 1
b) Comprovar o erro menor que 1% quando for utilizar o perfil de velocidade linear no lugar do perfil real que é parabólico. 
 
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Exercícios
Para serem resolvidos
 1- O que é um fluido newtoniano? Descreva pelo menos três fluidos newtonianos. Desenha um gráfico com os três tipos de fluidos e dê exemplo para cada.
 2- Defina o que que é um fluido?
 3- O que é viscosidade de um fluido? Como Newton definiu esta propriedade? Descreva os tipos de viscosidade com as respectivas unidades no sistema Internacional.
 4- Como a viscosidade dinâmica e cinemática varia com a temperatura? Faça a conversão da unidade de ν=0,01Stokes para m²/s. 
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Exercícios
Resolvido
 5- São dadas duas placas paralelas à distância de 2 mm. A placa superior move-se com velocidade de 4 m/s, enquanto a inferior é fixa. Se o espaço entre as duas placas for preenchido com óleo (ν=0,1Stokes; ρ=830 kg/m³), qual será a tensão de cisalhamento que agirá no óleo?
 Resposta: Tcis= 16,6 Pa
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Exercícios
Resolvido
 6- Uma placa quadrada de 1 m de lado e 20 N de peso desliza sobre um plano inclinado de 30 °, sobre uma película de óleo. A velocidade da placa é 2 m/s constante. Qual é a viscosidade dinâmica do óleo, se a espessura da película é 2 mm?
 Resposta: μ=0,01 N. s/m² 
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Exercícios
Para resolver
 7- A viscosidade de um fluido deve ser medida com um viscosímetro constituído de dois cilindros concêntricos de 75 cm de comprimento. O diâmetro externo do cilindro interno é de 15 cm, e a folga entre os dois cilindros é 0,12 cm. O cilindro interno gira a 200 rpm e o torque medido é 0.8 N.m. Determine a viscosidade do fluido.
 Resposta: μ= 0,0231 Pa. s
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 8- Uma chapa plana fina de dimensões 20 cm x 20 cm é puxada horizontalmente com velocidade de 1 m/s sobre uma camada de óleo de 3,6 mm de espessura entre duas chapas planas, uma estacionária e a outra movendo-se com velocidade constante de 0,3 m/s, como mostrado na figura abaixo. A viscosidade dinâmica do óleo é 0,027 Pa.s. Considerando que a velocidade de cada camada de óleo varie linearmente,
Trace o perfil de velocidade e determine o ponto em que a velocidade do óleo seja nula.
Determine a força que precisa ser aplicada sobre a chapa para manter o movimento.
 Resposta: a) y=0,60 mm e b) F=1,62 N.
Exercícios Para resolver
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 9- Um eixo com diâmetro de 18 mm gira a 20 rotações pro segundo dentro de um mancal de sustenção estacionário de 60 mm de comprimento, conforme figura abaixo. Uma película de óleo de 0,2 mm preenche a folga anular entre o eixo e o mancal. O torque necessário para girar o eixo é de 0,0036 N.m. 
Calcule a viscosidade dinâmica do óleo que se encontra na folga. Supor um perfil de velocidades linear no óleo que preenche a folga.
 Resposta: μ=0,0208 N. s/m²
Exercícios Para resolver
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 10- Um pistão de peso P=20 N, é liberado no topo de um tubo cilíndrico e começa a cair dentro deste sob a ação da gravidade. A parede interna do tubo foi besuntada com óleo com viscosidade dinâmica μ=0,065 kg/m.s. O tubo é suficientemente longo para que a velocidade estacionária do pistão seja atingida. As dimensões do pistão e do tubo estão indicadas na figura abaixo. Determine a velocidade estacionária do pistão V0. Resposta: V0 = 2,74 m/s
Exercícios
Para resolver
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 11- Num tear, o fio é esticado passando por uma fieira e é enrolado num tambor com velocidade constante, como mostra a figura. Na fieira, o fio é lubrificado e tingido por uma substância. A máxima força que pode ser aplicada no fio é 1 N, pois, ultrapassando-a, ele rompe. Sendo o diâmetro do fio 0,5 mm e o diâmetro da fieira 0,6 mm, e sendo a rotação do tambor 30 rpm, qual é a máxima viscosidade do lubrificante e qual é o momento necessário no eixo do tambor? (Lembrar que ω=2.π. n) 
 Resposta: μ=0,1 N. s/m²; M =0,1 N.m. 
Exercícios
Para resolver
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Engenheiro mecânico, M.Sc. Vagner Ferreira de Oliveira
1ª semana de agosto de 2013
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