Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 63
Um escoamento incompressível, em regime permanente e sem atrito, da esquerda para a direita sobre um cilindro circular estacionário de raio , é representado pelo campo de velocidade:
Obtenha uma expressão para a distribuição de pressão ao longo da linha de corrente formando a superfície do cilindro, . Determine os locais onde a pressão estática sobre o cilindro é igual à pressão estática da corrente livre.
Passo 1
Tá legal, vamos começar calculando a velocidade na superfície do cilindro, em , dessa forma, temos:
Passo 2
Agora vamos aplicar a equação de Bernoulli ao longo da superfície para , dessa forma, pegando um ponto no próprio cilindro (1) e outro referente à corrente livre (2), temos:
Como o enunciado não mencionou nada, podemos desprezar a diferença entre as cotas e , a velocidade foi encontrada no passo 1 e a velocidade , pois é a velocidade da corrente livre, então, substituindo os valores conhecidos, temos:
Isolando da equação temos:
Passo 3
Agora para encontrar os locais onde a pressão estática sobre o cilindro é igual a pressão de corrente livre , temos que fazer:
Substituindo o valor encontrado para no passo 2, temos:
Nesse caso, como varia de 0° até 360°, para completar toda a superfície do cilindro, então teremos vários pontos onde a pressão estátia é igual a pressão de corrente livre, dessa form,a teremos:
Lembrando que poderíamos ter percorrido a circunferência no sentido negativo de também e encontrar os valores correspondentes.