Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 114
The deep submergence vehicle ALVIN is 23 ft long and
8.5 ft wide. It weighs about 36,000 lbf in air and ascends
(descends) in the seawater due to about 360 lbf of positive
(negative) buoyancy. Noting that the front face of the ship is
quite different for ascent and descent, (a) estimate the velocity for each direction, in meters per minute. (b) How long
does it take to ascend from its maximum depth of 4500 m?
Passo 1
Saaaalve, tranquilo? Vamos lá resolver mais uma questão juntos?! 😊
a) Densidade da água do mar,
Calcule a área de ALVIN:
Aqui, é o comprimento e é a largura do ALVIN.
Passo 2
Calcule a velocidade de descida:
Aqui, é a força de flutuabilidade, é o coeficiente de descarga quando o navio está descendo, é a densidade da água do mar, é a velocidade decente e é a área de seção cross do ALVIN.
Substitua para para a partir de propriedades da tabela de líquidos comuns, para e 1 para (geralmente quando o navio está descendo, a água parece irregular).
Passo 3
Converter a unidade de velocidade em ,
Portanto, a velocidade de descida do navio é .
Passo 4
Calcule a velocidade de subida:
Aqui, é o coeficiente de descarga quando o navio está subindo e é a velocidade de subida.
Substitua slug /ft para para das propriedades da tabela de líquidos comuns, e para (geralmente quando o navio está subindo, a água parece bastante mais suave do que descendo).
Passo 5
Converter a unidade de velocidade em ,
Portanto, a velocidade de subida do navio é
Passo 6
b) Calcule o tempo necessário para subir a partir da profundidade de :
Aqui, é a profundidade máxima.
Portanto, o tempo necessário para ascender a partir de sua profundidade máxima de é
Resposta
a)
b)