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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 1.Problemas - Ex. 73

Um pequeno submersível move-se à velocidade V , na água doce a 20   ° C , a 2   m de profundidade, onde a pressão ambiente é 131   k P a . Sabe-se que seu número de cavitação crítico é C a = 0,25 . A que velocidade as bolhas de cavitação começam a se formar no corpo do submersível? Haverá cavitação no corpo se V = 30   m / s e a água estiver fria ( 5   ° C ) ?

Passo 1

Vamos lá, essa questão é super tranquila!

Pra matar essa fácil, só precisamos usar as tabelas do final do livro!

Iremos usar a tabela A . 5 na página 830 !

Tabela A . 5

A Pressão p v para 20 °   C é 2,337   k P a

Montando nossa equação temos:

C a c r i t = 2 p a t m - p v ρ V c r i t 2 = 0,25

Resolvendo para V c r i t

V c r i t = 2 p a t m - p v 0,25 ρ = 2 131000 - 2337 N m 2 0,25 ⋅ 998 k g m 3

V c r i t ≈ 32,11

Se a temperatura cai para 5   ° C a pressão do vapor cai para 863   P a e a densidade sobe para 1000   k g m 3 , refazendo as contas para essas condições.

C a = 2 131000 - 863 1000 k g m 3 30 m s 2 = 0,289

C a = 0,289

Como C a > C a c r i t , não haverá cavitação.

Para imaginar isso, pense que o fator de cavitação é como o fator de segurança para resistência dos materiais!

Isso é tudo pessoal, conseguimos mais uma! \o/

Resposta

V c r i t ≈ 32,11

Como C a > C a c r i t , não haverá cavitação.

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