Aula 21

Semelhança

Semelhança

Semelhança Modelo reduzido em escala geométrica 1:30 da tomada d’água e da comporta vagão da Usina Hidrelétrica de Tucuruí (ELETRONORTE), no rio Tocantins, projetada pela Badoni A.T.B. Indústria Metalmecânica S/A, 1985.

Semelhança Modelo reduzido em escala geométrica da tomada d’água e da comporta vagão da Usina Hidrelétrica de Paulo Afonso IV (CHESF), no rio São Francisco, projetadas pela Ishikawajima do Brasil Estaleiros S/A, 1978.

Semelhança

Semelhança Modelo marítimo - Itanhaém S.P.

Semelhança Estudo da previsão das condições do protótipo a partir de observações de modelos A semelhança envolve o uso de parâmetros adimensionais obtidos da análise dimensional

Semelhança

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Problema 6.39 Que velocidade deveria ser selecionada em um túnel de vento no qual um modelo de automóvel em escala 9:1 deve simular uma velocidade de 12m/s? Despreze efeitos de compressibilidade.

Problema 6.40 O escoamento em volta de uma componente estrutural debaixo d’água deve ser estudada em um túnel de vento a 200C em um modelo em escala 10:1. Que velocidade deve ser selecionada no túnel de vento para simular uma velocidade de 4m/s de água a 100C.

Semelhança Razão entre as velocidades cte. Semelhança cinemática Semelhança geométrica Modelo tenha a mesma forma do protótipo.

Semelhança A semelhança geométrica seja satisfeita; A razão de massa dos elementos correspondentes do fluido seja uma constantes; Os parâmetros adimensionais apropriados sejam iguais Semelhança Completa

Semelhança

Problema 6.41 Um modelo com escala 1:7 simula a operação de uma turbina grande que deve gerar 200kW com uma vazão de 1,5m3/s. Que vazão deve ser usada no modelo e qual a potência de saída é esperada? a)

Problema 6.41 b)

Escoamentos Confinados Força de Pressão; Forças Inerciais; Forças viscosas.

Escoamentos de Superfície Livre

Escoamentos de Superfície Livre

Escoamentos de Superfície Livre Podemos ignorar: St, M, We

Escoamentos de Superfície Livre Froude Reynolds

Exemplo 6.4 pg-207 Um modelo em escala 1:20 da superfície de um barco é usado para testar a influência de um perfil proposto do barco sobre o arrasto das ondas. Um arrasto de onda de 6,2 lb é medido no modelo a uma velocidade de 8,0 ft/s. A que velocidade isso corresponde no protótipo e que arrasto de onda é esperado para o protótipo? Despreze os efeitos viscosos e suponha o uso do mesmo fluido no modelo e no protótipo.

Exemplo 6.4 pg-207

Escoamentos com número Re ALTO Independente do número de Re CA

Exemplo 6.5 Um modelo em escala de 1:10 de um automóvel é usado para medir o arrasto sobre o design proposto. Ele deve simular o protótipo a uma velocidade de 90km/h. Que velocidade deve ser usada no túnel de vento se os números de Reynolds são igualados? Para essa condição, qual é a razão das forças de arrasto?

Exemplo 6.6 No exemplo 6.5, caso em que os números de Re seriam igualados, observou-se que a velocidade no modelo em estudo estaria no regime de escoamento compressível (M>0,3 ou Vm>360km/h). Para conduzir um estudo de modelo aceitável, poderíamos usar uma velocidade de 90km/h sobre um modelo com comprimento característico de 10cm? Suponha que o coeficiente de arrasto CA é independente de Re, para Re>105. Para tanto que força de arrasto no protótipo corresponderia à força de arrasto de 1,2N medida no modelo?

Escoamentos Compressíveis Túnel de vento; rp= ar; Tm=Tp Ver exemplo 6.7 pg-209

Escoamentos Periódicos Número de St  Re, Fr, M

Problema 6.65 Um estudo sob a água de um golfinho será realizado usando um modelo em escala 1:10. Deve-se simular um golfinho nadando a 10m/s e fazendo um movimento de nado a cada segundo. Que velocidade pode ser usada no canal de água e, para aquela velocidade, quantos movimentos de nado por segundo devem ser feitos?

Problema 6.65