Mecânica dos Fluidos: Sustentação e Escoamento
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Espessura de camada limite: é definida como a distância da superfície ao ponto em que a velocidade é 99% da velocidade da corrente livre (U).
Espessura de deslocamento: é a distância pela qual a fronteira sólida teria que ser deslocada num escoamento sem atrito para que a vazão total escoasse.
Qual a força que atua na direção do escoamento e qual a força que atua na direção perpendicular do escoamento em um corpo que está imerso em um fluido em movimento?
- 1) Força de arrasto
- 2) Força de sustentação
Qual a explicação técnica mais elementar para o surgimento da sustentação?
É o fato de a velocidade do fluido ser diferente nas duas faces do aerofólio, provocando o diferencial de pressão causador de uma força resultante na perpendicular à direção do movimento. Tal fato pode ser deduzido pela equação de Bernoulli.
Quais as características que afetam o coeficiente de sustentação de um corpo?
As características que afetam a força de sustentação são o formato do perfil da asa e o ângulo de ataque.
Explique o que ocorre quando um aerofólio estola (Stall):
Conforme o ângulo de ataque aumenta — ângulo que a corrente de fluido forma com a linha que conecta a parte da frente e o fim (corda) — chega-se a uma condição em que o aerofólio comporta-se como corpo abrupto, isto é, a camada limite desloca-se totalmente, provocando um aumento sensível da força de arrasto e uma diminuição brusca da força de sustentação. Nessa situação, o aerofólio estola (stall).
Tipos de Condutos
- Conduto forçado: o líquido escoa sob pressão maior que a atmosférica; a canalização funciona, sempre, totalmente cheia e o conduto é sempre fechado. Ex: encanamentos, sifões verdadeiros e sifões invertidos.
- Conduto livre: pressão igual à atmosférica em qualquer ponto da superfície livre, funcionam sempre por gravidade. Ex: canaletas, calhas e drenos.
Experiência de Reynolds
Descobriu que o regime de escoamento depende principalmente da relação entre as forças inerciais e as forças viscosas do fluido.
- Escoamento laminar: flui em camadas ou lâminas.
- Escoamento turbulento: tridimensional de partículas de fluido, com as componentes de velocidade apresentando flutuações ao redor da média.
Regime Turbulento: essa mudança de regime é chamada "transição" para a turbulência. Essa transição depende de muitos efeitos, como por exemplo a rugosidade da parede ou as flutuações da corrente na entrada da tubulação.
Turbulência: pode ser detectada por medições através de instrumentos pequenos e sensíveis, tais como um anemômetro de fio (filme) quente ou transdutores de pressão.
Reynolds concluiu que: o melhor critério para se determinar o tipo de movimento em uma canalização não se prende exclusivamente ao valor da velocidade, mas ao valor de uma expressão sem dimensões, na qual se considera também a viscosidade do líquido. "Nas condições práticas, o movimento da água em canalizações é sempre turbulento."