Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 88
4.88 Uma cabeça cônica de jateamento é mostrada. O fluido é a água e a corrente de saída é uniforme. Avalie (a) a espessura do jato em forma de cortina de água no raio de 400 mm e (b) a força axial exercida pelo dispositivo sobre o tubo de alimentação de água.
Passo 1
(a) Acredito que você, assim como eu, teve um pouco de dificuldade de enxergar o problema. Então vamos lá. Não são duas saídas, como a figura em 2D mostra, mas sim como se fosse um chapéuzinho... ou você pode ter visto isso logo de início mesmo, então falei pra reforçar.
A área de saída, então vai ser:
Onde R é o raio de 400 mm (0,4 m) e t é a espessura que queremos achar.
Da equação da continuidade,
Como e ,
Passo 2
(b) Para quantidade de movimento na componente x:
Como (atenção pois aparece esse sinal de menos antes do porque nossa equação está orientada pra direita, mas a componente em x de está para esquerda)
Vamos fazer algumas mudanças só para simplificar nossos cálculos:
A força exercida pelo dispositivo é
Resposta
(a)
(b)