Lista de Exercícios Resolvidos de Tensão cisalhante e tipos de fluidos

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Em relação ao comportamento reológico de fluidos, analise as proposições a seguir.

I   - A viscosidade de um fluido sempre diminui com o aumento da temperatura.

I I   - Fluidos nos quais a tensão de cisalhamento não é proporcional ao quadrado da taxa de deformação são ditos fluidos não newtonianos.

I I I   - Um fluido plástico de Bingham não escoa quando submetido a uma tensão de cisalhamento inferior a um determinado valor limite.

I V   - Há fluidos não newtonianos nos quais a viscosidade aparente varia com o tempo.

São corretas APENAS as proposições

( a )   I   e   I I .

( b )   I I   e   I I I .

( c )   I I I   e   I V .

( d )   I ,   I I   e   I V .

( e )   I I ,   I I I   e   I V .

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(Adaptada) A distribuição de velocidade para o escoamento laminar desenvolvido entre placas paralelas é dada por

u u m á x = 1 - 2 y h 2

em que h é a distância separando as placas e a origem está situada na linha mediana entre as placas. Considere um escoamento de água a 20°C, com u m á x = 0,10   m / s e h   =   0,1   m m . Calcule a tensão de cisalhamento na placa superior e dê o seu sentido.

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(Adaptada) Entre duas placas paralelas de área 1   m 2 cada, estão contidos dois fluidos imiscíveis com viscosidades μ 1 = 0,1   N . s / m 2 e μ 2 = 0,15   N . s / m 2 conforme mostra a figura. As espessuras das camadas de líquido são h 1 = 0,5   m m e h 2 = 0,3   m m , respectivamente. a) Determine a força F para fazer com que a placa superior se mova a uma velocidade de 1   m / s . b) Qual é a velocidade do fluido na interface entre os dois fluidos?

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(Adaptada) O perfil de velocidade de um fluido que escoa sobre uma superfície é definido por:

u =   ρ g 2 μ × h y - y 2 2

Sabe-se que o fluido é água a 20°C e que h é a espessura do escoamento. Sendo h   =   0,004   m , encontre a expressão para taxa de deformação d u d y .

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A distribuição de velocidade para o escoamento laminar desenvolvido entre placas paralelas é dada por

u u m á x = 1 - 2 y h 2

em que h é a distância separando as duas placas; a origem está situada na linha mediana entre as placas. Considere o escoamento de água a 20°C com velocidade máxima de 0,05   m / s e h   =   0,1   m m . Calcule a força sobre uma seção de 1m² da placa inferior e dê o seu sentido.

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Considere o gráfico de Tensão Cisalhante por taxa de deformação (taxa de cisalhamento) a seguir:

Cada curva representa um fluido diferente. Qual(is) dos fluidos são newtonianos? Por quê?

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Para o campo de tensão bidimensional da Figura abaixo considere que

σ x x = 95.760   N / m 2       σ y y = 143.640   N / m 2         σ n A A = 119.700   N / m 2

Calcule:

( a ) a tensão de cisalhamento σ x y

( b ) a tensão de cisalhamento no plano A A .

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Para o campo de tensão bidimensional da figura abaixo sabe-se que:

σ x x = 143.640 N m 2

σ y y = 95.760 N m 2

σ x y = 23.940 N m 2

Encontre as tensões de cisalhamento e normal ( e m   N / m 2 ) que atuam sobre o plano de corte AA no elemento, a um ângulo de 30 ° como mostra a figura.

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Conteúdos Complementares

Conceitos de Tensão cisalhante e tipos de fluidos

Cisalhamento