(Adaptada) A velocidade de decolagem de um Boeing 757 é 260 km/h. A que distância aproximadamente a camada-limite sobre as asas se tornará turbulenta?
Dados: ,
Passo 1
Olá! Nosso estudo está prestes a decolar e o exercício quer saber: “qual é a distância em que o escoamento externo do ar na camada limite sobre as asas passará de laminar a turbulento?”
O fluido que está escoando é o ar e ele escoa ao redor das asas do avião. Para saber em qual ponto o escoamento se torna turbulento, vamos calcular o Reynolds crítico.
Além disso, como se trata de um escoamento externo, o Reynolds crítico vai depender da geometria do obstáculo (no caso, o obstáculo para o escoamento do fluido é a asa avião). O valor de 2300 serve só para dutos! Ou seja, escoamento interno.
Daí, você pode estar se perguntando... Qual será exatamente a geometria da asa? O enunciado não disse, né. :/ Aliás, disse que o avião é um Boeing. Que é esse carinha aqui:
Para decidir qual será o valor do Reynolds crítico, vamos comparar essa imagem com a nossa tabela
Vamos utilizar Reynolds crítico igual a , pois vamos considerar que o escoamento do ar externo a asa do avião é mais parecido com o escoamento do ar sobre uma placa plana! Combinado?
Uma vez obtido o número de Reynolds crítico, vamos as contas!
Passo 2
A fórmula do Reynolds no escoamento externo é essa aqui:
Sendo justamente a distância que queremos saber: onde o escoamento se torna turbulento
Do enunciado, conhecemos a massa específica e a viscosidade do ar. Do passo 1, encontramos o Reynolds crítico. Precisamos agora passar a velocidade para o Sistema Internacional de Unidades.
Agora sim, substituindo os valores:
A distância em que a camada-limite sobre as asas se torna turbulenta é aproximadamente 0,097 metros.