2 Lista de Exerccios

Curso: Engenharia Qumica

Disciplina: Fluidodinmica de Processos Qumicos

Professor: Robson Costa de Sousa

1) A distribuio de velocidade para escoamento laminar em um longo tubo circular de raio R dada pela expresso unidimensional,

Para o perfil, obtenha expresses para a vazo volumtrica e para o fluxo de quantidade de movimento atravs da seo normal ao eixo do tubo.2) Considere o escoamento incompressvel e permanente atravs do dispositivo mostrado. Determine o mdulo da vazo volumtrica da vazo 3 e verifique se o fluxo para fora ou para dentro do dispositivo.

3) leo escoa em regime permanente, formando uma fina camada em um plano inclinado para baixo. O perfil de velocidade dado por:

Expresse a vazo em massa por unidade de largura em termos de , , g, e h.

4) gua escoa em regime permanente atravs de um tubo de comprimento, L, e raio R = 75 mm. Calcule a velocidade de entrada uniforme, U, se a distribuio de velocidade atravs da sada dada por:

, u max = 3,0 m/s

5) gua escoa em regime permanente sobre uma placa plana porosa. Uma suco constante aplicada ao longo da seo porosa. O perfil de velocidade na seo cd :

6) A componente x da velocidade em um campo de escoamento incompressvel e permanente no plano xy

Mostre que a expresso mais simples para a componente x da velocidade :

7) Um lquido viscoso submetido a cisalhamento entre dois discos paralelos de raio R, um dos quais gira enquanto o outro permanece fixo. O campo de velocidade puramente tangencial, e a velocidade varia linearmente com z, de V = 0 ( o disco fixo) at a velocidade do disco rotativo na superfcie ( z = h). deduza uma expresso para o campo velocidade entre os discos.

8) Avalie em coordenadas cilndricas. Substitua o vetor velocidade e aplique o operador gradiente. Agrupe os termos e simplifique para chegar a equao 5.2c do livro Robert W. Fox.9) Considere o escoamento de ar de baixa velocidade entre dois discos compressvel e no viscoso, conforme mostrado. Admita que o escoamento incompressvel e no viscoso e que a velocidade puramente radial e uniforme em qualquer seo. A velocidade do escoamento V = 15 m/s em R = 75 mm. Simplifique a equao da continuidade para uma forma aplicvel a esse campo de escoamento. Mostre que uma expresso geral para o campo de velocidade V = V(R/r)r para ri r R. Calcule a acelerao de uma partcula fluida em r = ri e r = R.

10) Um lquido incompressvel, com viscosidade desprezvel, escoa em regime permanente no interior de um tubo horizontal de dimetro constante. Em uma seo porosa de comprimento L = 0,3 m, o lquido removido a uma taxa constante por unidade de comprimento, de modo que a velocidade axial no tubo u(x) = U(1 x/2L), onde U = 5 m/s. Desenvolva uma expresso para a acelerao de uma partcula fluida ao longo da linha de centro da seo porosa.

Respostas

1)

9) Para r (a = - 81,0 km/s2) Para R ( a = - 3,0 km/s2)

2) Q3 = - 0,2 m3/s (Fluxo para dentro do VC10)

3)

4) U =1,5 m/s

5) m = 1,40 kg/s

6) Boa sorte !

7)

8) Sucessos !

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