Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 132
Um avião anfíbio Canadair CL-215T é especialmente projetado para combater incêndios. Ele é o único avião em produção que pode sugar água, litros em 12 segundos, de qualquer lago, rio ou oceano. Determine o empuxo adicional requerido durante a sucção de água como uma função da velocidade do avião, para uma faixa razoável de velocidades.
Passo 1
Considerações Iniciais:
- Escoamento em estado estacionário;
- Escoamento incompressível;
- Escoamento Uniforme.
Passo 2
Pelas considerações feitas no Passo 1, utilizaremos a seguinte equação da quantidade de movimento:
Como estamos analisando um sistema em , temos:
Não há forças de campo atuando no sistema, então :
Não temos a variação das propriedades com o tempo, então:
Assim:
Sendo que:
Então:
Passo 3
Para o eixo :
Como queremos analisar apenas a sucção, temos:
Aqui, indica a velocidade relativa do fluxo de entrada.
Precisamos calcular a vazão, então:
Sendo:
;
Temos:
O empuxo adicional requerido durante a sucção de água, como uma função da velocidade do avião, é dado por
Passo 4
Para uma faixa de até , temos a seguinte variação de empuxo requerida:
Resposta
Para uma faixa de 30 até 80 , temos a necessidade de 4050 a 10800 N de empuxo.