Enunciado

O deslocamento de um superpetroleiro é aproximadamente de 600 . 000   toneladas métricas. Esse navio tem comprimento L = 300   m , través (largura) b = 80   m e calado (profundidade) D = 25   m . O cargueiro navega a 7 ,   20   m / s na água do mar a 4 ° C . Para estas condições, estime (a) a espessura da camada limite na popa do navio, (b) o arrasto total de atrito superficial atuando sobre o navio e (c) a potência requerida para vencer a força de arrasto.

Passo 1

Listinha do que a gente precisa fazer:

- expessura da camada limite em x = L

- F D

- P = F D U

Informações importantes:

- comprimento: L = 30 0   m

- profundidade: D = 25   m

- largura: b = 80   m

- velocidade: V = 7,2   m / s

- água do mar a 4 ° C : ν = 1,6 ⋅ 10 - 6   m 2 / s , ρ = 1025   k g / m 3

Vamos começar!

Passo 2

Vamos avaliar a camada limite:

R e L = 1,35 ⋅ 10 9 > 5 ⋅ 10 5

Já que ela é predominantemente turbulenta, podemos usar a equação:

δ L = 0,382 R e L 1 5

Substituindo os dados do enunciado:

δ = 1,71   m

Passo 3

Para estimar a força de arrasto, já que a camada limite é turbulenta, vamos usar a fórmula:

F D = C D ρ V 2 A 2 ,   C D = 0 , 455 log ⁡ R e L 2,58

A = L b + 2 D

Substituindo os dados do problema:

F D = 1,6 ⋅ 10 6   N

Passo 4

E a potência:

P = U F D = 1,152 ⋅ 10 7 W

Resposta

δ = 1,71   m

F D = 1,6 ⋅ 10 6   N

P = 1,152 ⋅ 10 7 W

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Uma folha de material plástico, com espessura de 10 m m e S G = 1,5 , é deixada cair dentro de um grande tanque contendo água. A folha tem 0,5mx1m . Estime a velocidade terminal da folha, quando ela c
A resistência de uma barcaça deve ser determinada a partir de testes com modelos. O modelo é construído em uma razão de escala de 1 : 13,5 e tem comprimento, través e calado de 7,00m ,1,4m e 0,2m , re
O seguinte ajuste de curva para o coeficiente de arrasto de uma esfera lisa em função do número de Reynolds foi proposto por Chow [36]:Use os dados da Fig. 9.11 para estimar a magnitude e a localizaçã
Um balão esférico de 0,6m de diâmetro, cheio de hidrogênio, exerce uma força vertical de 1,3N sobre a corda que o retém, quando mantido estacionário no arpadrão sem vento. Com uma velocidade do vento
Considere pequenas gotas de óleo ( S G=0,85 ) subindo na água. Desenvolva uma relação para calcular a velocidade terminal de uma gotícula (em m / s ) como uma função do seu diâmetro (em mm), considera