ENG 370 Mecânica dos fluidos
Prof. Carlos Augusto Pires
Exercício Sobre Viscosidade
1) Duas placas planas paralelas horizontais, cuja distância entre elas é de 2 mm,
encontra-se fixa (placa inferior) e móvel, placa superior, com velocidade de 4 m/s. Se o
espaço entre as duas placas for preenchido com óleo (υ = 0,1 stokes e ρ = 90 utm/m
2
),
qual será a tensão de cisalhamento que agirá no óleo? Resposta: 1,8 kgf/m
2
2) A distribuição de velocidades para o escoamento laminar entre placas é dada pela
Eq 1, onde h é a distância que separa as placas, e a origem dos eixos é situada na
metade da distância entre as duas placas. Considere o escoamento da água à 15 °C,
com umax=0,3 m/s e h=0,50 mm. Calcule a tensão de cisalhamento na placa superior.
Resposta: -2,64 N/m2
3) Um viscosímetro de cilindros concêntricos pode ser formado girando o membro
interno de um par de cilindros de encaixe preciso. Para espaçamentos pequenos,
pode-se supor que um perfil de velocidades linear venha a se formar no líquido que
preenche a folga formada entre os dois cilindros. Um viscosímetro possui um cilindro
interno de 75 mm de diâmetro e 150 mm de altura, com espaçamento de 0,02 mm.
Um torque de 0,021 N.m é necessário para girar o cilindro interno a 100 rpm.
Determine a viscosidade do líquido presente no espaçamento do viscosímetro.
Resposta: 8,07x10-4 N.s/m
2
4) Um bloco retangular com massa de 2kg e 0,2 m de aresta desliza sobre um plano
inclinado sobre uma fina camada de óleo (SAE30 a 20oC) de 0,02 mm de espessura. A
inclinação é de 30o com a horizontal. Considerando que um perfil de velocidades linear
venha a ser formado na camada de óleo, determina a velocidade terminal do bloco.
Resposta: 0,0123 m/s
5) Um bloco pesando 10 lbf e com 10 in em cada lado, é puxado para cima em uma
superfície inclinada sobre a qual existe um filme de óleo SAE10 a 100oF. Se a
velocidade do bloco é de 5 ft/s e o filme de óleo tem uma espessura de 0,001 in,
calcule a força necessária para puxar este bloco. Supor como linear a distribuição de
velocidades no filme de óleo. A superfície tem uma inclinação de 15o com a horizontal.
Resposta: 34,8 lbf
6) Uma fita de gravação deve ser coberta nos dois lados com lubrificante fazendo-a
passar por uma fenda estreita. A fita tem espessura de 0,015 in e 1,0 in de largura e
está centrada na fenda a um espaçamento de 0,012 in em cada lado. O lubrificante, de
viscosidade 0,021 slug/ft.s, preenche completamente o espaço entre a fita e a fenda,
para um comprimento de fita de 0,75 in. Se a fita pode suportar uma força de tensão
máxima de 7,5 lbf, determine a velocidade máxima com a qual ela pode ser puxada
através da fenda. Resposta: 34,7 ft/s
