Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 87
O avião de transporte a jato de lugares proposto pela Indústria Airbus tem uma fuselagem de de comprimento e de diâmetro. O avião deve operar 14 horas por dia, 6 dias por semana; sua velocidade de cruzeiro é () a de altitude. Os motores consomem combustível na taxa de por hora para cada de empuxo produzido. Estime a força de arrasto de atrito superficial sobre a fuselagem do avião em voo de cruzeiro. Calcule a economia anual de combustível decorrente da redução de no arrasto de atrito sobre a fuselagem por modificação no revestimento da superfície do avião.
Passo 1
Listinha do que a gente precisa fazer:
- Estimar
- Calcular a economia anual de combustível, para .
Informações importantes:
- comprimento:
- diâmetro:
- velocidade:
- altitude: , o que dá para gente:
- operação do avião, 84 horas por semana
- consumo de combustível: 0,06 kg/hN
Vamos começar!
Passo 2
Para descobrir as características do ar, vamos usar a altitude. Pela tabela A.3:
Vamos usar então:
Agora para achar , podemos usar:
Substituindo nossos dados:
Passo 3
Vamos desenrolar esse cilindro como uma placa plana de área:
Como:
Para estimar a força de arrasto, já que a camada limite é turbulenta, vamos usar a fórmula:
Substituindo os dados do problema:
Passo 4
A redução de seria dizer que teríamos a economia equivalente a:
Vamos calcular quando o avião deixaria de gastar de combustível por ano (considerando um ano com 52 semanas)
Isso é o tanto que economizamos de combustível com essa nova tecnologia.