Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 5
Um automóvel tem comprimento e área característicos de 2,44 m e 5,58 m², respectivamente. Quando testado no ar nas condições padrão ao nível do mar, ele tem a seguinte força de arrasto medida em função da velocidade:
O mesmo carro viaja no Colorado a 105 km/h a uma altitude de 3500 m. Usando análise dimensional, estime (a) sua força de arrasto e (b) a potência necessária, em hp, para vencer esse arrasto do ar.
Passo 1
Bora para mais uma aventura da mecflu? Vem comigo!!!
Primeiro de tudo vamos pegar a densidade e viscosidade do ar a nível do mar, beleza?
Bem, vamos transformar nossas velocidades na tabela em m/s pra gente poder trabalhar feliz no SI sem muito problema e depois calcula o Reynold desses caras, show? Depois disso feito, você vai pegar a fórmula do coeficiente de arrasto e vai calcular quais serão seus valores para cada velocidade com suas respectivas forças de arrasto!
Você vai ter no final uma tabelinha desse tipo assim ó!!
Passo 2
Se você fizer um plot de Re x CD, vai observar uma equação na forma de “power-law”, no estilo lei de potências desse tipo aí debaixo!!! Você pode fazer esse gráfico usando qualquer que seja o software!!
Passo 3
(a) O carro está viajando a 105 km/h e sabe-se que o Colorado se encontra a 3500 m de altitude em relação ao nível do mar.
Usando a tabela A-6 do livro, você perceberá que para essa altitude a densidade do ar é de e viscosidade de !!
Opaaaa, olha que maravilha!!! Eu tenho a velocidade que o carro está viajando, tenho a viscosidade e densidade do ar e ainda tenho seu comprimento característico, bora então calcular o Reynold desse cara (lembrando de passar km/h para m/s, ou seja, é só dividir o valor da velocidade por 3,6).
Passo 4
Opa, então pela correlação que vimos no passo 2, podemos calcular qual deve ser o coeficiente de arrasto, certo?
Passo 5
(b) A potência é dada pela fórmula:
Resposta
- F= 934 N
- P = 36,5 hp