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Exercícios – etapa 2 1) Use os conceitos de balanço de massa e momento para demonstrar que, para o sistema visto na figura, abaixo, o perfil de velocidades e a vazão volumétrica do fluido escoando entre as placas são expressos por (W é a largura das placas): 2) Um método para determinação do raio de tubos capilares consiste na medida da vazão de fluido através desse tubo. Avaliar o diâmetro do capilar que apresentou os seguintes dados de escoamento: - comprimento do capilar: 50,02 cm - viscosidade cinemática do fluido: 4,03x10-5 m2/s - densidade do fluido: 0,9552x103 kg/m3 - queda de pressão ao longo do tubo capilar (horizontal): 4,829x105 N/m2 - vazão de massa através do tubo: 2,997x10-3 Kg/s Considerar no exercício tubo horizontal. Resposta: R=0,7513mm 3) Um líquido está escoando por gravidade através de um tubo vertical com comprimento de 1 ft e diâmetro interno de 0,1 in. A densidade do líquido é 1,26g/cm3 e a vazão de massa é 0,005 lb/min. Determinar a viscosidade do fluido em unidades do sistema internacional. Testar a validade dos resultados obtidos calculando o número de Reynolds. Resposta: µ= o,4208 kg/(m.s); Re=0,045 4) Desenvolver expressões para o escoamento de um fluido entre duas placas paralelas verticais. As placas são separadas por uma distância 2δ. Considerar estado estacionário e fluido de densidade e viscosidade constantes. Incluir a diferença de pressão. Obter relações para: - distribuição de velocidade; - vazão volumétrica do fluido; - relacionar a velocidade média a velocidade máxima. Connsiderar o sistema da figura: 5) Água está colocada entre duas placas paralelas, planas infinitas distantes 3 cm uma da outra. Se as placas se movem em sentidos opostos com velocidades de 0,18 m/se 0,21 m/s, deduzir a expressão do perfil de velocidade e calcular a velocidade média da água. Dados: - Densidade da água: 1 g/cm3; - Viscosidade da água: 1 cP. Considerar o sistema em análise da figura: 6) Água escoa através de um tubo horizontal com diâmetro de 1,59x10-3m e sob uma diferença de pressão de 904,82 Pa/m. Determinar a vazão de massa da água no tubo. Verificar a validade do cálculo avaliando o número de Reynolds. Dados: - Densidade da água: 1000kg/m3; - Viscosidade da água: 0,001kg/(m.s) (ou Pa.s). Resposta: Г=1,42x10-4Kg/s; Re=113,7 (Re<2.100: cálculo desenvolvido válido)
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