Enunciado

Uma grande turbina eólica de três lâminas com eixo horizontal (HAWT) pode ser danificada se a velocidade do vento for muito grande. Para evitar este problema, as lâminas da turbina podem ser orientadas de tal forma que estejam paralelas ao escoamento do ar. Determine o momento fletor na base de cada lâmina quando a velocidade do vento for igual a 45 m/s. Modele cada lâmina como uma placa plana com 35 m de largura e 0,45 m de comprimento.

Passo 1

Fala aí galera, vamos para mais um problema de mecânica dos fluidos. O nosso problema nos pede para obtermos o momento fletor. Para isso, temos:

F D = 1 2 ρ A V 2 C D

A área é dada por:

A = b ∙ h A = 35   m 0,45   m A = 15,75   m 2

Enquanto que para um cilindro, temos que:

R e = V h v R e = 162   k m / h 0,45   m 1,50 × 10 - 5 R e = 4 , 86 × 10 6

Neste caso, temos:

C D = 0,0742 1 5 - 1740 R e L C D = 0,00311

Logo:

F D = 2 ∙ 1 2 ρ A V 2 C D F D = 114,32   N

Passo 2

Com isso, podemos encontrar o momento fletor, que é dado por:

M = F D b 2 M = 2006   N ∙ m

Resposta

M = 2006   N ∙ m

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