Fenómenos de Transferência I
Questionário 3
3. Escoamentos viscosos laminares
1. De acordo com a lei de Newton da viscosidade, a tensão de corte é proporcional:
i.
ii.
iii.
iv.
Ao inverso da taxa de deformação
À taxa de deformação
À viscosidade cinemática
À velocidade do fluido
2. A viscosidade aparente de um fluido pseudo plástico:
i.
ii.
iii.
iv.
É constante
Diminui com a taxa de corte
Aumenta com a taxa de corte
Depende do tempo
3. Escreva a lei de potência da viscosidade. Qual o parâmetro que permite distinguir entre fluidos
Newtonianos, dilatantes e pseudoplásticos? Esboce os reogramas característicos de cada um destes
fluidos.
4. Considere o escoamento de sangue numa grande artéria. Seleccione um elemento de volume
diferencial adequado e aplique a equação integral da quantidade de movimento para obter uma equação
diferencial que descreva a variação radial da taxa de corte.
5. Considere um fluido delimitado por duas placas planas paralelas que se movem em sentidos opostos
com velocidades v1 e v2, de acordo com a figura. Escreva duas condições fronteira adequadas à situação
descrita.
v1
h
v2
6. Numa situação de exercício físico, uma arteríola dilata-se aumentando o seu diâmetro 2 vezes.
Admitindo que a queda de pressão através da arteríola se mantém constante, quantas vezes aumenta o
caudal de sangue?
7. A equação de Hagen-Poiseuille fornece uma relação entre caudal e queda de pressão num
escoamento:
i.
ii.
iii.
iv.
turbulento de um fluido não Newtoniano
laminar tubular de um fluido Newtoniano
laminar de um fluido Newtoniano entre placas planas
laminar tubular de um plástico de Bingham
8. Deduza a equação de Hagen-Poiseuille a partir do perfil parabólico de velocidades.
9. Considere o transporte de um plástico de Bingham através de uma conduta. Para que exista
escoamento é necessário que:
i.
ii.
iii.
iv.
a tensão de corte no centro seja superior a determinado valor característico do fluido
a tensão de corte na parede seja inferior a determinado valor característico do fluido
a velocidade na parede seja superior a determinado valor característico do fluido
a tensão de corte na parede seja superior a determinado valor característico do fluido
Miguel Prazeres, DEQ-IST
1
Fenómenos de Transferência I
Questionário 3
10. Considere um arranjo vascular em série (artéria, capilares, veia) com uma resistência total igual a
2.88 x 109 Ns m-5. A queda de pressão é 12000 Pa. A artéria saudável (d = 0,3 cm) contribui com 50 % da
resistência, os capilares com 10 % e a veiqa com 40%. Calcule o caudal e a velocidade na artéria se esta
estiver esclerosada (d = 0,1 cm). Admita que o escoamento é laminar e que o sangue é Newtoniano.
11. O sangue humano comporta-se como um fluido de Casson, obedecendo à seguinte lei de
viscosidade:
 1 2   01 2  s 1 2
onde 0 e s são parâmetros iguais a 4 x 10-3 Pa e 0,0548 (Pa.s)0,5 respectivamente. Mostre que quando
as taxas de corte () são muito elevadas a viscosidade aparente, , tende para o valor constante de 3 x
10-3 Pa.s.
12. A figura seguinte apresenta curvas de viscosidade aparente para quatro tipos distintos de fluidos.
Identifique para cada caso o fluido em questão.
4,0
3,5
3,0
 (Pa.s)
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
0
50
100
150
200
 (s )
-1
Curvas de viscosidade aparente
Miguel Prazeres, DEQ-IST
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