Aula 21

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Aula 21
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(No Transcript)
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• Semelhança

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Semelhança
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Semelhança
Modelo reduzido em escala geométrica 130 da
tomada dágua e da comporta vagão da Usina
Hidrelétrica de Tucuruí (ELETRONORTE), no rio
Tocantins, projetada pela Badoni A.T.B. Indústria
Metalmecânica S/A, 1985.
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Semelhança
Modelo reduzido em escala geométrica da tomada
dágua 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.
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Semelhança
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Semelhança
Modelo marítimo - Itanhaém S.P.
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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
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Semelhança
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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 91 deve simular uma velocidade de 12m/s?
Despreze efeitos de compressibilidade.
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Problema 6.40
O escoamento em volta de uma componente
estrutural debaixo dágua deve ser estudada em um
túnel de vento a 200C em um modelo em escala
101. Que velocidade deve ser selecionada no
túnel de vento para simular uma velocidade de
4m/s de água a 100C.
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Semelhança
Razão entre as velocidades cte.
Semelhança cinemática
Modelo tenha a mesma forma do protótipo.
Semelhança geométrica
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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
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Semelhança
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Problema 6.41
Um modelo com escala 17 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?
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Problema 6.41
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Escoamentos Confinados

• Força de Pressão
• Forças Inerciais
• Forças viscosas.

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Escoamentos de Superfície Livre
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Escoamentos de Superfície Livre
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Escoamentos de Superfície Livre
Podemos ignorar St, M, We
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Escoamentos de Superfície Livre
Froude
Reynolds
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Exemplo 6.4 pg-207
Um modelo em escala 120 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.
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Exemplo 6.4 pg-207
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Escoamentos com número Re ALTO
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Exemplo 6.5
Um modelo em escala de 110 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?
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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 (Mgt0,3 ou Vmgt360km/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 Regt105. Para tanto que
força de arrasto no protótipo corresponderia à
força de arrasto de 1,2N medida no modelo?
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Escoamentos Compressíveis

• Túnel de vento
• rp ar
• TmTp

Ver exemplo 6.7 pg-209
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Escoamentos Periódicos
Número de St
? Re, Fr, M
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Problema 6.65
Um estudo sob a água de um golfinho será
realizado usando um modelo em escala 110.
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?
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Problema 6.65