7/24/2019 Lista Mecanica dos Fluidos 2

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Lista de Exerccios Mecnica dos Fluidos II

1) Classifique os fluidos segundo os modelos reolgicos estudados, apresentando acurva de fluxo (reograma) e as propriedades que caracterizam cada modelo.

2) Resolva o problema de escoamento axial permanente de um lquido incompressvelem uma regio anular entre dois cilindros coaxiais de raios Re Rconforme mostradona figura. O fluido escoa para cima no tubo isto , no sentido oposto ao dagravidade. Utilize o mtodo do balano em casca cilndrica.

3) gua a 20oC escoa para baixo sobre uma parede vertical com Re = 10. Calcule: (a)vazo em gales por hora por p de comprimento de parede, e (b) a espessura do

filme em polegadas. Respostas: (a) 0,727 gal/h.ft; (b) 0,00361 in.

4) Um mtodo para a determinao do raio de um tubo capilar baseia-se na medidada vazo de um lquido newtoniano que escoa atravs do tubo. Calcule o raio de umcapilar a partir dos dados de escoamento que se seguem:

Comprimento do tubo capilar = 50,02 cm

Viscosidade cinemtica do lquido = 4,03.10-5m2/s

Densidade do lquido = 0,9552.103kg/m3

Queda de presso no tubo horizontal 4,829.105PaVazo mssica no tubo = 2,997.10-3kg/s

Que dificuldades podem ser encontradas nesse mtodo? Sugira outros mtodos para adeterminao do raio de tubos capilares.

5) Um nulo horizontal com 27 ft de comprimento tem um raio interno de 0,495 in eum externo de 1,1 in. Uma soluo aquosa de sacarose (C12H22O11) a 60 % deve ser

bombeada atravs do nulo a 20 oC. Nessa temperatura a densidade da soluo 80,3lbm/ft

3e a viscosidade 136,8 lbm/ft.h. Qual a vazo volumtrica quando a diferena

de presso imposta for 5,39 psi?

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6) Obtenha novamente o perfil de velocidade e a velocidade mdia para o escoamentode um filme descendente, substituindo x pela coordenada medida a partir da parede,ou seja, = 0 a superfcie da parede e = a interface lquido-gs. Mostre que adistribuio de velocidades ento dada por:

vz=

r g2

m

x

1

2

x

2

cos

e ento use este resultado para obter a velocidade mdia.

7) So conhecidas duas componentes da velocidade de um campo de escoamentotridimensional permanente, incompressvel, que so: vx= ax

2+by2 +cz2 e

vz= axz+byz2 , em que a, b e c so constantes. Est faltando a componente y da

velocidade. Encontre uma expresso para vycomo uma funo dex,yez.

8) Considere o escoamento laminar, em regime permanente, incompressvel, de umfluido newtoniano em um tubo horizontal, infinitamente longo, e de dimetro D. Osefeitos da gravidade podem ser desprezados. aplicado um gradiente de pressoconstante P/xna direox:

P

x=

P2 P

1

x2 x

1

= constante

onde x1 e x2 so duas localizaes arbitrrias ao longo do eixo x e P1 e P2 so aspresses nestas duas localizaes. Deduza uma expresso para o campo develocidade, e ento, estime a fora de cisalhamento viscoso por unidade de rea desuperfcie agindo na parede do tubo.

9) Quais dos seguintes conjuntos de equaes representam possveis casos deescoamento bidimensional incompressvel?

a) vx= 2x2+y2x2y; vy=x

3+x (y22y)

b) vx= 2xy x2+y; vy= 2xy y

2 + x2

c) vx=xt+ 2y; vy=xt2yt

d) vx= (x+ 2y)xt; vy= (2x+y)yt

10) Para um escoamento no plano xy, a componente xda velocidade dada por vx=Ax (yB), onde A= 1 ft-1s-1, B= 6 ft e x e yso medidos em ps. Encontre umapossvel componente ypara escoamento permanente e incompressvel. Ela tambm vlida para escoamento incompressvel no permanente? Porque?

11) Considere o campo de velocidade no plano xydado por

= ( 622 + ) + (43 43)

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onde A= 0,25 m-3s-1e as coordenadas so medidas em metros. Este um possvelcampo de escoamento incompressvel? Calcule a acelerao de uma partcula fluidano ponto (x,y) = (2,1).