LISTA DE EXERCICIOS - turbulencia

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MECANISMO DE TRANSPORTE TURBULENTO 
 
EXERCÍCIOS 
 
 
1. Água está fluindo através de um tubo de 2 in de diâmetro interno. A queda de pressão é de 1,57 kN/m2 
por metro de tubulação. Calcular as velocidades e a viscosidade de turbulência em diversas posições 
entre a parede e o eixo do tubo (µ = 1 cP, ρ = 998 kg/m3). 
 
2. Água a 20°C escoa a 0,04 m3/s em um tubo horizontal que apresenta diâmetro de 0,1 m. O gradiente de 
pressão é de 2,59 kPa/m. (a) Determine a espessura da subcamada viscosa, (b) a velocidade do 
escoamento na linha de centro do tubo, (c) a razão entre a tensão de cisalhamento turbulenta e laminar, 
τturb/τlam no ponto médio entre a linha de centro e a parede do tubo (ou seja, r = 0,025 m). 
 
3. A queda de pressão no escoamento de sódio fundido (ρ = 910 kg/m3 e µ = 0,55 cP) a 300°C que flui 
através de um tubo de 1 in de diâmetro interno é de 3,61.103 N/m2 por metro de tubo. O escoamento é 
turbulento. 
a. Calcular a espessura da camada limite laminar e da camada de amortecimento (transição) 
b. Calcular a velocidade para várias posições radiais medidas a partir da parede 
c. Calcular a velocidade para o escoamento laminar que tenha a mesma velocidade máxima que o 
escoamento turbulento da parte (b), para várias posições radiais, medidas a partir da parede 
d. Os dois casos, item (b) e item (c) teriam a mesma velocidade média? 
e. Qual a queda de pressão na parte (c)? 
 
4. A velocidade no centro de um tubo de 6 in é de 40 ft/s para ar escoando a 20°C e 1 atm. Nesta 
velocidade o escoamento é turbulento. Calcular: 
a. A tensão de cisalhamento na parede 
b. A viscosidade de turbulência em y+ = 5 e em y+ =30. Analise os resultados. 
 
5. Água está escoando a 20°C através de um tubo liso, horizontal, com 5 cm de diâmetro interno. Em um 
ponto situado a 2 cm da parede, calcular a velocidade, a tensão de cisalhamento, a viscosidade 
turbulenta e o comprimento de mistura para uma velocidade média de (a) 1500 cm/s, (b) 150 cm/s, (c) 
1,5 cm/s. 
 
6. Freon a 60˚C flui através de um tubo de 3 in de diâmetro internoà uma velocidade máxima de 25 ft/s e 
uma tensão medida na parede igual a 0,82 lbf/ft2.Calcule a velocidade a 1 in da linha central (resp.: 
22,4 ft/s).