Laboratório de Máquinas de Fluxo

UNIFEI – Campus de ItabiraCurso: Engenharia Mecânica

Professor: Vagner Ferreira de Oliveira

26 e 27 março de 2015

Prática 2 – Conceitos e Aplicações da Viscosidade

UNIFEI – Campus de ItabiraCurso: Engenharia Mecânica

Professor: Vagner Ferreira de Oliveira

26 e 27 março de 2015

Laboratório de Máquinas de Fluxo

1º) Lei da viscosidade de Newton:

2º) Tipos de viscosidade

3º) Alguns Tipos de viscosímetros

4º) Aplicações na solução de problemas de engenharia

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1º) Histórico sobre Viscosidade

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2º) Tipos de viscosidadeDefinição da viscosidade: É a propriedade que determina o valor de sua resistência ao cisalhamento

a. Viscosidade Dinâmica: É devida principalmente às forças de coesão intermolecular. Assim se aumentarmos a

temperatura do líquido, a atividade molecular tenderá a tornar essas forças relativamente menores e a viscosidade diminuirá.

b. Viscosidade Cinemática:Trata-se de uma característica da inércia que o corpo se opõe ao movimento.

Os efeitos da viscosidade serão tanto maiores quanto menor a sua massa específica.

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Relação: Viscosidade x C° e Pa

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3º) Alguns Tipos de viscosímetros

𝜈=𝐾 .𝑅4 .𝑡

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Aplicação viscosímetro rotativo:A viscosidade de um fluido deve ser medida com um viscosímetro constituído de dois cilindros concêntricos de 75 cm de comprimento. O diâmetro externo do cilindro interno é de 15 cm, e a folga entre os dois cilindros é 0,12 cm. O cilindro interno gira a 200 rpm e o torque medido é 0.8 N.m. Determine a viscosidade do fluido. Resposta: μ= 0,02307 Pa. s

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Um eixo com diâmetro de 18 mm gira a 20 rotações por segundo dentro de um mancal de sustentação estacionário de 60 mm de comprimento, conforme figura abaixo. Uma película de óleo de 0,2 mm preenche a folga anular entre o eixo e o mancal. O torque necessário para girar o eixo é de 0,0036 N.m. Calcule a viscosidade dinâmica do óleo que se encontra na folga. Supor um perfil de velocidades linear no óleo que preenche a folga. Resposta: μ=0,0208 N. s/m²

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Um pistão de peso P=20 N, é liberado no topo de um tubo cilíndrico e começa a cair dentro deste sob a ação da gravidade. O tubo é suficientemente longo para que a velocidade estacionária do pistão seja atingida igual a 2,74 m/s. As dimensões do pistão e do tubo estão indicadas na figura abaixo. Determine a viscosidade dinâmica do óleo a ser aplicado na parede interna.

μ=0,0651 kg/m.s

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Um acoplamento imune a choques, para acionamento mecânico de baixa potência, deve ser fabricado com par de cilindros concêntricos. O espaço anular entre os cilindros será preenchido com óleo. O dispositivo deve transmitir uma potência P= 5W. Outras dimensões e propriedades são conforme mostrado na figura. Despreze qualquer atrito de mancal e efeitos de extremidade. Admita que a folga mínina, prática, para o dispositivo seja δ=0,5 mm. A indústria Dow, fabrica fluidos à base de silicone com viscosidades tão altas quanto 10 E6 centipoise. Determine a viscosidade que deverá ser aplicada, de modo a satisfazer os requisitos desse dispositivos.

Resposta: μ=0,202 Pa.s

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O eixo da figura, ao girar, provoca a rotação do tambor. Este enrola a corda, que levanta um peso de 10 N, uma velocidade constante de 1,5 m/s. O fluido existente entre o eixo e o tambor tem μ = 0,085 N.s/m² e apresenta um diagrama linear de velocidades. Pede-se:a) A rotação do eixo em RPM;b) O momento provocado pelo fluido contra a rotação do eixo.

Dados: R1= 20 cm; R2=20,1 cm; R3=30 cm; ω= 2.π.n

Prática 2 – Conceitos e Aplicações da Viscosidade

UNIFEI – Campus de ItabiraCurso: Engenharia Mecânica

Professor: Vagner Ferreira de Oliveira

26 e 27 março de 2015