Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 51
Um navio está rebocando um conjunto de sonar que tem a forma aproximada de um cilindro submerso, com 0,3 m de diâmetro e 9,14 m de comprimento, com seu eixo normal à direção de reboque. Se a velocidade de reboque for 12 kn (), calcule a potência em hp requerida para rebocar esse cilindro. Qual será a frequência dos vórtices emitidos do cilindro? Use as Figuras 5.2 e 5.3.
Passo 1
Para resolver esta questão precisamos primeiro calcular o arrasto, mas para isso precisaremos calcular o número de Reynolds para encontrar .
O número de Reynolds é dado por:
Os valores da densidade e da viscosidade da água do mar a 20°C são e , sendo assim:
Passo 2
Para o número de Reynolds encontrado o valor de pode ser encontrado utilizando a figura 5.3ª, onde . Agora é só calcular o arrasto:
Passo 3
Para calcular a potência precisamos apenas realizar o produto entre a força de arrasto e a velocidade, ou seja:
Convertendo para hp:
Passo 4
Para encontrar a frequência dos vórtices emitidos do cilindro vamos utilizar a figura 5.2b. Nesta figura, para o número de Reynolds encontrado no passo 1, temos:
pode ser escrito como:
Sendo assim:
Resposta