Exercícios de Introdução à Camada-Limite - Lista de Exercícios Resolvida

Uma estudante deve projetar um banco de ensaios experimentais envolvendo o arrasto de uma esfera através de um tanque contendo fluido para ilustrar um escoamento creeping flow () e escoamento para o qual a camada-limite se torna turbulenta . Ela propõe utilizar uma esfera lisa com diâmetro de escoamento através do óleo SAE 10 a temperatura ambiente. Isto é prático para os dois casos? Se para um caso não for prático, selecione uma alternativa razoável para o diâmetro da esfera e para um fluido comum para esse caso.

(Adaptada) A velocidade de decolagem de um Boeing 757 é 260 km/h. A que distância aproximadamente a camada-limite sobre as asas se tornará turbulenta?

Dados: ,

Uma placa de madeira tipo compensado com dimensões de é colocada no topo de seu carro após ser comprada em uma loja de equipamentos. A que velocidade (em km/h no ar a 20°C) a camada-limite começará a ficar turbulenta? E em que velocidade a camada-limite é 90% turbulenta?

Dados: ,

Um modelo de um rebocador fluvial deve ser testado em uma escala de . O barco foi projetado para navegar a em água doce a. Estime a distância a partir da proa em que a transição ocorre. Em que posição a transição deveria ser estimulada no modelo do rebocador?

Para o escoamento em torno de uma esfera a camada-limite se torna turbulenta aproximadamente a . Determine a velocidade na qual (a) uma bola de golfe norte-americana , uma bola de golfe britânica e (c) uma bola de futebol desenvolvem camadas-limite turbulentas. Considere as condições atmosféricas padrão.

Dados: ,

(Adaptada) A extensão da camada-limite laminar sobre a superfície de uma aeronave varia com a altitude. Para uma dada velocidade, o comprimento da camada-limite laminar aumentará ou diminuirá com a altitude? Por quê? Trace um gráfico da razão entre o comprimento da camada-limite laminar em uma altitude z e o comprimento da camada-limite ao nível do mar, como função de z, até a altitude de z = 30 km, para a atmosfera-padrão.

Na mecânica dos fluidos, define-se camada limite como sendo a região de escoamento sobre uma superfície onde

(A) aplica-se a equação de Bernoulli

(B) as equações de conservação de massa, energia e quantidade de movimento não se aplicam

(C) não se aplica a equação de Bernoulli

(D) o escoamento é turbulento

(E) o escoamento é laminar

Uma esfera de cerâmica lisa (densidade = 2,6) é imersa em um escoamento de água a 20°C e 25 cm/s. Qual será o diâmetro da esfera se ela se deparar (a) com escoamento muito lento (creeping flow), , ou (b) com transição para turbulência, ?

Dados: ,