Um navio reboca um cilindro submerso, que tem 1,5 m de diâmetro e 22 m de comprimento, a 5 m/s em água doce a 20 °C. Calcule a potência de rebocamento necessária, em kW, se o cilindro estiver (a) paralelo e (b) normal à direção do reboque.

Passo 1

E vamo lá!

Para o cilindro paralelo, teremos:

L D ≈ 15

E como estamos tratanto de água doce, ρ = 998   k g / m 3 e μ = 0,001   k g / ( m ⋅ s ) , logo, Reynolds,

R e L = ρ V L μ = 998 k g m 3 5 m s 22   m 0,001 k g m ⋅ s = 1,1 E 8

Pela Tabela 7.3, podemos estimar que:

C D = 1,1

Logo, a força de arraste:

F a r r a s t e = 1,1 998 k g m 3 2   5 m s 2 π 4 1,5   m 2 ≈ 24000   N

Sendo a potência:

P = F U = 24000   N 5 m s ≈ 120   k W

Passo 2

Para o cilindro normal à direção do reboque, teremos que:

R e D = 998 k g m 3 5 m s 1,5   m 0,001 k g m ⋅ s = 7,5 E 6

Pela Fig.7.16a, encontraremos:

C D ≈ 0,4

Assim, a força de ararste:

F a r r a s t e = 0,4 998 k g m 3 2   5 m s 2 1,5   m 22   m ≈ 165000   N

Logo, a potência:

P = F U = 165000   N 5 m s ≈ 800   k W

Resposta

  1. 120 kW
  2. 800 kW
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