Exercícios Resolvidos de Regimes da Força de Arraste: Fluxo Turbulento e Fluxo Viscoso.
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Observe o duto abaixo que transporta óleo de oliva que possui viscosidade de .
Calcule a força de arraste nos dois trechos sabendo que no primeiro trecho a velocidade do fluído é de 1m/s, e o regime para todos os trechos é laminar.
Dados: Duto cilíndrico, .
Passo 1
Já temos o raio do primeiro trecho do duto e a velocidade, então vamos começar calculando aa vazão nesse trecho.
A área da seção transversal é circular então:
E vem:
Agora, preste bastante atenção. A gente não tem a velocidade do segundo trecho, mas podemos encontrá-la, pois a vazão nesse tipo de tubo é a mesma para todos os trechos.
Assim:
Calculando :
E:
E olha só que legal, a área diminuiu e a velocidade aumentou. A gente vê bastante isso na prática quando tampa parcialmente a torneira com o dedo e a água vem com mais velocidade.
Passo 2
Agora que já temos as duas velocidades, podemos enfim calcular a força de arraste. Como o regime é laminar ou viscoso usaremos a seguinte equação:
Substituindo os valores para o primeiro trecho:
E para o segundo trecho: