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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 105

Um barco a ar no parque nacional Everglades, na Flórida, é impulsionado por uma hélice, com D = 1,5   m , acionada à velocidade máxima, N = 1800   r p m , por um motor de 125 kW. Estime o máximo empuxo produzido pela hélice (a) a V = 0 e (b) a V = 12,5   m / s .

Passo 1

Tá legal! Antes de começar, vamos utilizar os coeficientes de propulsão apresentados na Figura 10.44 dessa seção. Então, para o caso da letra a) onde temos V = 0 , então, para o repuso, temos o coeficiente de velocidade de avanço J igual a zero. Então a partir do gráfico a seguir, temos:

C F = 0,16

Passo 2

Agora podemos calcular a força de empuxo através de:

T = C F ρ n 2 D 4

Lembre que, conforme vimos nessa seção, para essa equação temos que usar n em rotações por segundo, então, fazendo a conversão:

n = 1800 60 → n = 30   r p s

Agora, substituindo os valores conhecidos na equação para o empuxo, temos:

T = 0,16 1,23 30 2 1,5 4 → T = 896,7   N

Passo 3

Agora, repetindo o processo para a letra b), onde temos V = 12,5   m / s , precisamos começar calculando J , então (lembre-se de usar n em rotações por segundo):

J = V n D = 12,5 30 1,5 → J = 0,278  

Então, olhando para o gráfico da figura do passo 1, temos:

C F = 0,14

E, agora, usando a relação para o empuxo, temos:

T = C F ρ n 2 D 4 = 0,14 1,23 30 2 1,5 4 → T = 784,6   N

Resposta

T = 896,7   N

T = 784,6   N

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