Um cilindro circular inserido através de uma corrente de água, conforme mostrado, deflete o escoamento de um ângulo . (Isto é chamado de “efeito Coanda”). Para , , e , determine a componente horizontal da força sobre o cilindro devido ao escoamento da água.
Passo 1
Considerações Iniciais:
- Escoamento em estado estacionário;
- Escoamento incompressível;
- Escoamento com velocidade constante;
- Escoamento uniforme.
Passo 2
Pelas considerações feitas no passo 1, utilizaremos a seguinte equação da quantidade de movimento:
Como estamos analisando um sistema , temos:
Não há força de campo atuando, então, :
Não temos a variação das propriedades com o tempo, então:
Assim:
Passo 3
Sendo , temos:
;
.
.
Então:
Passo 4
Determinando a componente horizontal da força sobre o cilindro devido ao escoamento da água.
Sendo:
;
;
;
;
.
Temos: