Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 17
17. A viscosidade do mel de trevo está listada em função da temperatura na Tabela P10-17. A gravidade específica do mel é aproximadamente 1,42 e não é uma função que dependa fortemente da temperatura. O mel é pressionado através de um pequeno furo de diâmetro na tampa de uma jarra de mel virada para baixo. O ambiente e o mel estão à temperatura . Estime a velocidade máxima do mel através do furo, de maneira que o escoamento possa ser aproximado como escoamento lento. (Suponha que Re deve ser menos de 0,1 para que a aproximação do escoamento lento seja adequada.) Repita o seu cálculo se a temperatura for de 40°C. Discuta.
Passo 1
Temos que escrever a relação necessária para calcular a densidade do mel em .
Obtemos a densidade da água na tabela do Apêndice A-3 (Propriedades da água saturada) no livro.
Então,
Passo 2
Encontramos a relação para a velocidade máxima do mel através do orifício da equação numérica de Reynolds.
Reorganizando a equação e escrevendo a fórmula da velocidade máxima do mel.
Obtemos a viscosidade dinâmica do mel de trevo na tabela P10-20 (Viscosidade do mel de trevo com 16% de umidade) no livro.
Agora, utilizando o fator de conversão para converter as unidades de viscosidade dinâmica de equilíbrio para .
Convertendo as unidades teremos:
Utilizamos a relação obtida a partir da equação de Re para calcular a velocidade máxima do mel através do furo.
Portanto, a velocidade máxima do mel através do orifício em é .
Passo 3
Temos que escrever a relação necessária para calcular a densidade do mel em .
Obteremos a densidade da água na tabela do Apêndice A-3 (Propriedades da água saturada) no livro.
Então,
Obteremos a viscosidade dinâmica do mel de trevo na tabela P10-20 (Viscosidade do mel de trevo com 16% de umidade) no livro.
Utilizando,então, o fator de conversão para converter as unidades de viscosidade dinâmica de equilíbrio para .
Convertendo as unidades teremos:
Utilizamos a relação obtida a partir da equação de Re para calcular a velocidade máxima do mel através do furo.
Portanto, a velocidade máxima do mel através do orifício em é .
Uma temperatura maior, obtém um valor menor para a velocidade máxima.
Com isso, podemos concluir o que é muito mais fácil alcançar um passo lento para as menores temperaturas.
Contando uma vez que a viscosidade aumenta rapidamente com a diminuição da temperatura.