Aulas_13_14_FT_I_2021

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Universidade Federal da Paraíba
Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia de Alimentos
FENÔMENOS DE TRANSPORTE I
Prof. Geraldo Dantas Silvestre Filho
Engenheiro Mecânico – UFPB
Doutor em Engenharia Mecânica – USP
Notas de aula do curso de:
2021
FENÔMENOS DE TRANSPORTE I
Prof. Geraldo Dantas Silvestre Filho
Engenheiro Mecânico – UFPB
Doutor em Engenharia Mecânica – USP
Notas de aula do curso de:
Aulas 13 e 14
Notas de Aula: Prof. Geraldo Dantas Silvestre Filho
Conteúdo Programático das Aulas 13 e 14
 Viscosidade
o Exercícios de aplicação
Notas de Aula: Prof. Geraldo Dantas Silvestre Filho
12) O viscosímetro de cone e placa mostrado é um instrumento frequentemente usado para
caracterizar fluidos não-newtonianos. Ele consiste em uma placa plana e de um cone giratório,
com ângulo muito obtuso (tipicamente,  é inferior a 0,5 grau). O ápice do cone apenas toca a
superfície da placa, e o líquido a ser testado preenche a estreita fenda formada pelas duas
peças. Deduza uma expressão para a tensão de cisalhamento no líquido que preenche a fenda,
em termos da geometria do sistema. Avalie o torque no cone acionado em termos da tensão de
cisalhamento e da geometria do sistema.



3
R2 3
Resposta:


yx
Exercício de Aplicação
Fonte: adaptado de Fox; McDonald & Pritchard (2015).
Notas de Aula: Prof. Geraldo Dantas Silvestre Filho
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13) Um cone sólido de ângulo 2, base de raio r0 e massa específica , está girando com
velocidade angular constante  em um assento cônico, como mostra a Figura. A folga h é
preenchida com óleo de viscosidade dinâmica . Desprezando o arrasto do ar e que r0 >> h,
deduza uma expressão analítica para o torque aplicado no eixo do cone sólido.
Fonte: Frank M. White (2011).
 


senh2
r40
Resposta:
Exercício de Aplicação
Notas de Aula: Prof. Geraldo Dantas Silvestre Filho
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14) Um viscosímetro é formado por dois cilindros concêntricos, conforme indica a Figura. Para
pequenas folgas, pode-se supor um perfil de velocidades linear no líquido que preenche o
espaço anular. O cilindro interno tem 75 mm de diâmetro e 150 mm de altura, sendo a folga para
o cilindro externo de 0,02 mm. Um torque de 0,021 N.m é necessário para girar o cilindro interno
a 100 rpm. Determine a viscosidade dinâmica do líquido do viscosímetro.
Exercício de Aplicação
Notas de Aula: Prof. Geraldo Dantas Silvestre Filho
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15) No viscosímetro da Figura, o cilindro externo gira com uma rotação constante de 100 rpm.
O cilindro interno é oco, sua parede tem espessura desprezível e está preso a um fio calibrado
à torção. O cilindro interno gira torcendo o fio até que nele se atinja um torque  = 10 N.m.
Supondo o diagrama de velocidades linear e um líquido de viscosidade cinemática  = 10-4
m2/s e  = 800 kg/m3, qual é a altura, H, do líquido nesse viscosímetro?
Fonte: Brunetti (2008).
H
 1322 VVR2
T
H



Respostas:
H = 3,51 x 10-2 m
Exercício de Aplicação
Notas de Aula: Prof. Geraldo Dantas Silvestre Filho
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