A água escoa a
em u tubo com diâmetro
. Calcule o tempo mínimo para encher um copo de 359 ml de água se o escoamento for laminar. Refaça os cálculos para as temperaturas de;
).
Passo 1
O enunciado pede o tempo mínimo para encher um copo de volume
mL de água que escoa em um tubo de diâmetro
mm, supondo escoamento laminar. Vamos usar a definição do número de Reynolds para escoamento internamente laminar e relacioná-lo à vazão volumétrica e ao tempo de enchimento.
Passo 2
Para um escoamento laminar internamente em tubo cilíndrico, o número de Reynolds é
onde
é a densidade,
a viscosidade dinâmica e
a velocidade média. Admitindo o valor crítico
(limite acima do qual o escoamento passa a ser turbulento), a velocidade média máxima para ainda manter o escoamento laminar é
A vazão volumétrica máxima é
e daí o tempo mínimo para encher o copo é
Passo 3
Cálculo para
(
/
,
kg/
):
Área da seção:
Logo,
Convertendo
mL
, o tempo fica
Passo 4
Cálculo para
(
/
,
kg/
):
Mantendo a mesma área
,
e o tempo de enchimento