Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 58
Quando pequenas partículas de aerossol ou microorganismos se movem através do ar ou da água, o número de Reynolds é muito pequeno . Tais escoamentos são chamados de escoamentos lentos. O arrasto aerodinâmico de um objeto no escoamento lento é uma função apenas de sua velocidade , de alguma escala de comprimento característica do objeto e da viscosidade do fluido . (Figura P7-58). Use a análise dimensional para gerar uma relação para como função das variáveis independentes.
Passo 1
Agora que você leu o enunciado você pensa “MAS O QUE É ESCOAMENTO LENTO”, mas calma, você não precisa saber! A gente vai saur análise dimensional para resolver esse problema e o enunciado já deu todos os parâmetros relevantes, só precisamos seguir o nosso passo a passo do método dos parâmetros repetidos!
Começando por listar os parâmetros relevantes:
Passo 2
Agora a gente precisa listar as dimensões primárias de cada parâmetro!
Passo 3
Quando a gente listou as dimensões primárias de cada parâmetro a gente usou as dimensões e , então podemos considerar:
Teorema de Pi de Buckingham:
O a gente já tinha achado no Passo 1, lá vimos que !
Substituindo:
Nesse caso o número de grupos esperado é igual a 1. Então vamos atrás dele!!
Passo 4
Antes de começar a precisamos decidir quais vão ser os parâmetros repetidos.
Pra relembrar nossos parâmetros:
Como não podemos usar , já que ele é um parâmetro dependente, resta pra a gente .
Passo 5
Agora sim, vamos encontrar o nosso grupo !!
Organizando os nossos parâmetros a gente fica com:
Escrevendo suas dimensões básicas:
Agora equacionando:
Massa:
Comprimento:
Tempo:
Logo:
Substituindo , e , temos:
Organizando:
Passo 6
Agora é aquele momento que a gente escreve a relação entre os grupos , mas aqui a gente só tem um grupo ! Como ele não vai ser uma função de nada, logo a gente espera que ele seja igual a uma constante!