Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 70
A diamond-shaped body, of characteristic length 9 in, has
the following measured drag forces when placed in a wind
tunnel at sea-level standard conditions:
V, ft/s 30 38 48 56 61
F, 1bf 1.25 1.95 3.02 4.05 4.81
Use these data to predict the drag force of a similar 15 - in
diamond placed at similar orie n tation in 208C water flowing at 2.2 m/s.
Passo 1
Saaaalve, tranquilo? Vamos lá resolver mais uma questão juntos?! 😊
Obter as seguintes propriedades do ar ao nível do mar, ou seja, no quadro A.2, "Viscosidade e densidade do ar em" no livro de texto.
Densidade do ar, . Viscosidade absoluta do ar, .
Obtenha as seguintes propriedades da água na tabela A.1, "Viscosidade e densidade da água em" no livro de texto.
Densidade da água, . Viscosidade absoluta da água, .
Passo 2
Considere a seguinte expressão para calcular o coeficiente de força.
Aqui, é a força de arrasto que atua em uma forma de corpo particular imersa em um fluxo de fluido, é a densidade do fluido, é a velocidade do fluxo e é o comprimento do corpo.
Considere a equação a seguir para calcular o número de Reynolds do modelo.
Aqui, é a densidade do fluido, é a velocidade do fluxo, e é o comprimento do corpo, e é a viscosidade absoluta.
Substitua slug por por , e 9 por
Substitua por por , e 9 por
Substitua slug por por , e 9 por
Substitua slug por por , e 9 por
Substitua slug por por , e por .
Passo 3
Considere a seguinte equação para calcular o coeficiente de força.
Calcule o número de Reynolds de um modelo de protótipo semelhante usando a equação (2).
Substituindo valores
O número de Reynolds obtido para o modelo de protótipo está fora do intervalo de dados reais do modelo. Portanto, não podemos usar os dados do modelo para calcular o coeficiente de força. Podemos apenas estimar o coeficiente de força usando os dados do modelo da equação (3) da seguinte forma.
Substitua para .
Passo 4
Considere a equação (1) para calcular a força de arrasto.
Substituindo valores
Portanto, a força de arrasto necessária para o modelo de protótipo semelhante é .