A figura mostra um pequeno regador de gramados. Ele opera com uma pressão manométrica de . A vazão volumétrica total de água através dos braços do regador é de . Cada jato descarrega água a (em relação ao braço do regador) com uma inclinação de para cima em relação ao plano horizontal. O regador gira em torno de um eixo vertical (pivô). O atrito no pivô causa um torque de oposição à rotação de . Avalie o torque necessário para manter o regador estacionário.
Passo 1
Equação:
Considerações Iniciais:
- Fluxo Constante;
- Escoamento Estacionário;
- Cancelamento do torque no corpo;
- .
Passo 2
Realizando as considerações:
Escreva a equação do torque externo que atua sobre o volume de controle e a fricção no pivô, e se opõe ao movimento:
Sendo:
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A velocidade absoluta do jato de saída é:
Sendo:
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Temos:
Então:
Desse modo:
Passo 3
Sendo:
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Temos: