Lista de Exercícios - Mecânica dos Fluidos - Escoamentos Externos e Força de Arrasto

Mecânica dos Fluidos Aplicada Escoamentos Externos Força de Arrasto Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia ICET UNIP Campus Limeira Prof Jorbison Portella jorbisonportelladocenteunipbr Re vD vD 2 1 2 a a F C v A a P F v 2 981 g m s 3 123 ar kg m 1 Uma chaminé de 2 m de diâmetro elevase a 60 m de altura Ela foi projetada para resistir a ventos de 40 ms A essa velocidade qual é a força esperada e qual seria o momento que a base deve suportar Admita ρar 12 kgm3 e µar 17105 kgm3 81 kN e 2400 kNm 2 Efeito do formato do espelho retrovisor de um carro no consumo de combustível Como parte dos esforços para reduzir o coeficiente de arrasto e assim aumentar a eficiência no consumo de combustível dos carros o projeto dos espelhos retrovisores laterais tem sido drasticamente alterado desde uma simples placa circular até uma forma carenada Suponha que o espelho retrovisor de um automóvel tem 13 cm de diâmetro Determine a quantidade de combustível e o dinheiro economizado por ano como resultado da substituição de um espelho retrovisor em forma de disco que bloqueia a passagem do ar e um espelho em forma de hemisfério que induz o contorno do fluido Admita que o carro percorra 24000 km a uma velocidade média de 95 kmh Considere a densidade e preço da gasolina 08 kgL e R 550 respectivamente sendo a eficiência do motor de 30 e valor de combustão da gasolina de 44000 kJkg 136 L 3 Um bagageiro de carro retangular tem uma seção de 18 m x 06 m Estime a potência mínima adicional necessária para viajar a 90 kmh por causa do bagageiro 132 kW 4 Um vento com velocidade de 3 ms sopra na direção normal a um cilindro lido de 8 cm de diametro e 2 m de comprimento Calcule a força de arrasto O cilindro agora é carenado Qual é o percentual de redução do arrasto 104 N 75 5 Um caminhão percorre 200000 km por ano a uma velocidade média de 80 kmh Para efeitos de economia será instalado um defletor carenado para reduzir o coeficiente de arrasto ver tabela O investimento inicial para o processo de carenamento custa R 700000 Admita que o preço do combustível seja R 690 por litro e o caminhão sem o defletor percorre 4 km por litro de combustível Determine o tempo necessário para retorno do investimento Considere que a área frontal permaneça a mesma e que o consumo de combustível é diretamente proporcional à potência P Fv necessária para vencer o arrasto 6 Uma turbina eólica com duas ou quadro conchas hemisféricas conectadas a um pivô é usada comumente para medir a velocidade do vento Considere uma turbina de vento de 2 conchas de 8 cm de diâmetro com uma distância centro a centro de 25 cm conforme mostra a figura O pivô está preso devido a um defeito mecânico e as conchas não estão girando Para um vento com velocidade de 54 kmh e densidade do ar de 125 kgm³ o torque máximo que a turbina aplica ao pivô é de 7 Um barco que navega na água υ 106 m²s com velocidade de 64 kmh reboca uma esfera lisa de aço d 7800 kgm³ de 8 cm de diâmetro Determine o ângulo que o cabo forma com a vertical e a tração atuante nesse cabo Despreze as demais forças atuantes no cabo Mecânica dos Fluidos Aplicada Escoamentos Externos Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia ICET UNIP Campus Limeira Coeficientes de Arrasto Mecânica dos Fluidos Aplicada Escoamentos Externos Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia ICET UNIP Campus Limeira Coeficientes de Arrasto de cilindros circulares de comprimento finitoa com extremidades livresb e cilindros elípticos de comprimento infinito