Lista de Exercícios Resolvidos de Escoamento Laminar e Turbulento e Perda de Carga

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A fim de determinar a viscosidade de um líquido de densidade 0,95, você preenche, a uma profundidade de 12 cm, um grande recipiente com drenagem por um tubo vertical de 30 cm de comprimento fixado ao fundo. O diâmetro do tubo é 2 mm, e a taxa de drenagem é 1,9 cm³/s. Qual é o valor da viscosidade do fluido? O escoamento no tubo é laminar?

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Um canudo para refrigerante tem 20   c m de comprimento e 2   m m de diâmetro. Ele fornece refrigerante gelado, aproximado como água a 10 ° C , à taxa de 3   c m 3 / s . (a) Qual é a perda de carga através do canudo? Qual é o gradiente de pressão axial ∂ p / ∂ x se o escoamento é (b) verticalmente para cima ou (c) horizontal? O pulmão humano pode fornecer tanta vazão?

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(Adaptada) Para escoamento em tubos circulares, a transição para escoamento turbulento ocorre usualmente em torno de R e   ≈ 2300 . Investigue a condição sob a qual os escoamentos de (a) ar-padrão e (b) água a 15°C tornam-se turbulentos em um tubo de 0,05 m de diâmetro.

Dados: Massas específicas

ρ á g u a ,   15 ° = 999   k g / m 3 ρ a r ,   15 ° = 1,23   k g / m 3

Viscosidade dinâmica

μ á g u a ,   15 ° = 1,002 × 10 - 3   P a . s μ a r ,   15 ° =   0,018 × 10 - 3 P a . s

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(Adaptada) Ar a 100°C entra em um duto circular de diâmetro 125 mm. Encontre a vazão volumétrica na qual o escoamento torna-se turbulento.

Dado: Viscosidade cinemática do ar a 100°

ν = 2,29 × 10 - 5 m 2 / s

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Óleo SAE 30 a 20 ° C escoa no tubo de 3   c m de diâmetro da Figura que está inclinado a 37 ° . Para as medidas de pressão mostradas, determine (a) se o escoamento é para cima ou pata baixo e (b) a vazão em m 3 / h .

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Para o escoamento de óleo S A E   30 por um tubo de 5   c m de diâmetro, Figura A.1, para qual vazão em m 3 / h devemos esperar transição para a turbulência a a   20 ℃ e b   100 ℃ ?

Figura 1. Viscosidade absoluta de fluidos comuns a 1 atm.

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Água a 20 ℃ escoa por um tubo inclinado de 8   c m de diâmetro. Nas seções A e B são obtidos os seguintes dados: p A = 186   k P a , V A = 3,2   m / s , z A = 24,5   m , p B = 260   k P a , V B = 3,2   m / s e z B = 9,1   m . Qual é o sentido do escoamento? Qual é a perda de carga em metros?

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Uma compressão constante sobre o pistão na Figura produz uma vazão Q = 0,15   c m 3 / s através da agulha. O fluido tem ρ = 900   k g / m 3 e μ = 0,002   k g / ( m ∙ s ) . Qual a força F   necessária para manter o escoamento?

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