Escoamentos exteriores Matéria: – Escoamento em torno de perfis: nomenclatura, sustentação e entrada em perda; curvas características dos coeficientes de sustentação, resistência e de pressão. – Problema. . 2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST Escoamento em torno de perfis Baixa curvatura das linhas de corrente –> gradientes de pressão adversos baixos: não há separação Resistência de atrito (ou viscosa) dominante e pequena Perfil simétrico com ângulo de incidência nulo (Re7000) 2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST Escoamento em torno de perfis Curvatura das linhas de corrente elevada –> pressão mínima baixa –> gradientes de pressão adversos elevados: separação Resistência de forma dominante (e alta) Ângulo de ataque de 5º (Re7000) - mesmo perfil 2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST Escoamento em torno de perfis Sequências do MFM: Dynamics/Dependence of Forces on Re and Geometry/Lift and Drag forces Boundary Layer/Separation/Leading edge separation 2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST Escoamento em torno de perfis Curvas aerodinâmicas de perfis: CL L D C D AU 2 2 AU 2 2 Entrada em perda – depende Re - Ângulo de ataque 2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST Nomenclatura Perfil alar – secção transversal da superfície sustentadora Superfície sustentadora (airfoil) – corpo de forma ligeiramente encurvada que dá origem a uma força sustentadora perpendicular à direcção do movimento. – Asa de avião – Pá de turbomáquina axial 2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST Nomenclatura 2004 L – Bordo de ataque (Leading edge) T – Bordo de fuga (Trailing edge) Corda (chord), recta tangente à linha que limita inferiormente o perfil Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST Nomenclatura c – Valor da corda (corda) – comprimento da corda entre duas perpendiculares à corda que passam nos bordos de fuga e de ataque. t – espessura máxima (medida perpendicular à corda c) t f c 2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST Nomenclatura 2004 Esqueleto (chamber line), lugar geométrico dos centros dos círculos inscritos no perfil f – flexa máxima (distância máxima entre o esqueleto e a recta que une a extremidade do esqueleto) Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST Nomenclatura – Ângulo de ataque – ângulo entre o escoamento não- perturbado e a corda. L - Força de sustentação (Lift); D – Força de resistência (Drag) 2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST Característica 3D em asas finitas 2004 O escoamento em torno de uma asa finita é sempre 3D ocorrendo vórtices de extremidade que reduzem a sustentação Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST Coeficiente de sustentação CL para asa infinita e escoamento invíscido - ângulo de ataque (escoamento) tan t CL 2 1 0,77 sin c t 1 2f c f c Expressão teórica baseada em escoamento potencial 2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST Escoamentos exteriores Curvas do coeficiente de pressão no intradorso e extradorso =6º =1,2º x/c 2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST Escoamentos exteriores 2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST Escoamentos exteriores Avião: Peso – 180 kN; área de asa – 160 m2; corda média – 4 m; velocidade – 250 milhas/hora a 3000 m de altitude. Qual o tempo de voo planado (sem motor) e a distância horizontal percorrida se o avião perder o motor nas condições indicadas? = tan-1 D/L = 0,01 l = 300 km V = 45,8 m/s T = 1,82 h 2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST Escoamentos exteriores Matéria: – Escoamento em torno de perfis: nomenclatura, sustentação e entrada em perda; curvas características dos coeficientes de sustentação, resistência e de pressão. – Problema. 2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST Escoamentos exteriores Bibliografia: – White – Fluid Mechanics: Última parte cap. 7 – Parte relativa à nomenclatura e curvas de funcionamento de perfis: Folhas de Escoamento de Fluidos Perfeitos, Prof. António Falcão, AEIST. 2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST
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