Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 65
Um tanque cilíndrico de água gira com relação ao seu eixo vertical (Figura P4-64). Um sistema PIV é usado para medir o campo de vorticidade do escoamento. O valor medido da vorticidade na direção é e é constante até em toda a parte que foi medido. Calcule a velocidade angular de rotação do tanque em . O tanque gira no sentido horário ou anti-horário com relação ao eixo vertical?
Passo 1
Bom galera, nesse exercício nós vamos calcular a velocidade angular de um tanque girando em torno de seu eixo vertical. Para isso, vamos considerar: o fluxo é constante; e o eixo está na direção vertical.
Passo 2
A vorticidade do problema é o dobro da velocidade angular, portanto:
onde é o vetor de unidade na direção vertical . Podemos ver que a velocidade angular é negativa. Assim, por definição, está no direção no sentido horário sobre o eixo vertical.
Expressando a taxa de rotação em unidades de ,
Prontinho!!