Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 51
Miguel está trabalhando em um problema que tem uma escala de comprimento característica , uma velocidade característica , uma diferença de densidade característica , uma
densidade (média) característica e, obviamente, a constante gravitacional , que está sempre disponível. Ele quer definir um número de Richardson, mas não tem uma vazão em volume característico. Ajude Miguel a definir uma vazão em volume característico com base nos parâmetros disponíveis e, em seguida, defina um número de Richardson apropriado em termos dos parâmetros dados.
Passo 1
Bora ajudar o Miguel!!
O enunciado da pra a gente todas as variáveis que o Miguel tem disponível:
Mas agora, como é esse número de Richardson?
Agora o que a gente precisa fazer é achar uma forma de “adaptar” as variáveis que o Miguel tem para chegar no número de Richardson, beleza?
Passo 2
A gente tem a velocidade que não esta presente no número de Richardson e esta faltando , sabendo que deve ter dimensão de vazão volumétrica, que é:
Vamos procurar dentro das variáveis disponíveis uma forma de chegar nessa dimensão!
Para isso vamos dar uma olhadinha nas dimensões das nossas variáveis:
com parece ser um bom palpite, então vamos tentar combinar elas:
Substituindo pelas dimensões básicas:
Equacionando os expoentes do comprimento:
Agora o tempo:
Logo:
Ou seja:
Podemos dizer então que:
Já temos a primeira resposta que o enunciado pediu, que era definir uma vazão em volume característico com base nos parâmetros disponíveis!
Passo 3
Agora vamos pegar o número de Richardson que a gente viu no Passo 1 e vamos substituir a relação que terminamos de achar:
Substituindo:
Dando aquela arrumadinha:
Uhuuul! Conseguimos ajudar o Miguel!!
Resposta
Vazão em volume característico com base nos parâmetros disponíveis:
Número de Richardson: