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Q3. Um determinado fluido com viscosidade absoluta µ escoa em regime laminar, unidimensional e estacionário através de um tubo circular. A velocida...

Q3. Um determinado fluido com viscosidade absoluta µ escoa em regime laminar, unidimensional e estacionário através de um tubo circular. A velocidade máxima de escoamento (constante) ocorre no eixo central ????????á???? = 4 m/s. Desenvolva a relação para a tensão de cisalhamento e calcule a tensão de cisalhamento na parede do tubo:
???? = 0,0010 ????????/???? ∙ ????

R = 0,08 m

Dados:
Perfil de velocidade neste caso é expresso por:
????(????) = ???????????????? . (1 − ????^2/????^2)

Onde: R é o raio do tubo
r é a distância radial do centro do tubo

Tensão de cisalhamento neste caso é dada por:
???? = − ???? (????????/????????)|????=????


Essa pergunta também está no material:

Lista de Exercícios 1 - Fenômeno de transporte 4
4 pág.

Fenômenos de Transportes Universidade Federal de São CarlosUniversidade Federal de São Carlos

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A relação para a tensão de cisalhamento em um fluido em regime laminar, unidimensional e estacionário através de um tubo circular é dada por: τ = -μ(dv/dr) Onde: τ é a tensão de cisalhamento, μ é a viscosidade absoluta do fluido, dv/dr é a derivada da velocidade em relação à distância radial. No caso em questão, a velocidade máxima de escoamento ocorre no eixo central, ou seja, quando r = 0. Portanto, podemos calcular a tensão de cisalhamento na parede do tubo substituindo r = R na fórmula acima: τ = -μ(dv/dr)|r=R Dado que a velocidade máxima de escoamento é de 4 m/s, podemos substituir esse valor na fórmula do perfil de velocidade: v(r) = v_max * (1 - (r^2/R^2)) Substituindo r = R, temos: v(R) = v_max * (1 - (R^2/R^2)) v(R) = v_max * (1 - 1) v(R) = 0 Portanto, a velocidade na parede do tubo é igual a zero. Agora, podemos calcular a tensão de cisalhamento na parede do tubo: τ = -μ(dv/dr)|r=R τ = -μ(d(0)/dr)|r=R τ = 0 Assim, a tensão de cisalhamento na parede do tubo é igual a zero.

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