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Aula 16 Equação da Quantidade de Movimento

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Page 1: Aula 16 Equação da Quantidade de Movimento. A Equação da Quantidade de Movimento Aplicada a Hélices Linha de corrente

Aula 16Equação da Quantidade de

Movimento

Page 2: Aula 16 Equação da Quantidade de Movimento. A Equação da Quantidade de Movimento Aplicada a Hélices Linha de corrente

A Equação da Quantidade de Movimento Aplicada a Hélices

12 VVmF

Linha de corrente

0ApApF 43 A)pp(F 34

0pp

2

VV 3123

21

0pp

2

VV 4224

22

43 VV

AAA 43

Page 3: Aula 16 Equação da Quantidade de Movimento. A Equação da Quantidade de Movimento Aplicada a Hélices Linha de corrente

A Equação da Quantidade de Movimento Aplicada a Hélices

0pppp

2

VV

2

VV 342123

24

22

21

atm21 ppp 43 VV

0pppp

2

VV

2

VV 342123

24

22

21

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2VV

0

)VV(mF 12 A)pp(F 34

3AVm 21

2212334 VV

2)VV(V)pp(

A

F

Page 4: Aula 16 Equação da Quantidade de Movimento. A Equação da Quantidade de Movimento Aplicada a Hélices Linha de corrente

A Equação da Quantidade de Movimento Aplicada a Hélices

21

2212334 VV

2)VV(V)pp(

A

F

)VV(

VV

2

1VVV

2)VV(V

12

21

22

32

122123

)VV(2

VVVV

)VV(

VV

2

1V

12

1212

12

21

22

3

)VV(2

1V 123

A velocidade do fluido quando se move através da hélice é a média das

velocidades das correntes as montante e a jusante

Page 5: Aula 16 Equação da Quantidade de Movimento. A Equação da Quantidade de Movimento Aplicada a Hélices Linha de corrente

A Equação da Quantidade de Movimento Aplicada a Hélices

1hélice VFW

)VV(VmW 121hélice

3

1

fluido

héliceP V

V

W

W

m2

)VV(W

21

22

fluido

Page 6: Aula 16 Equação da Quantidade de Movimento. A Equação da Quantidade de Movimento Aplicada a Hélices Linha de corrente

A Equação da Quantidade de Movimento Aplicada a Hélices

A velocidade do fluído quando se move através da hélice é a média das

velocidades das correntes a montante e a

jusante dela

Page 7: Aula 16 Equação da Quantidade de Movimento. A Equação da Quantidade de Movimento Aplicada a Hélices Linha de corrente

4.146 Um avião é impulsionado por uma hélice de 2,2m de diâmetro a uma velocidade de 200km/h. A velocidade do ar corrente a jusante da hélice é de 320km/h, relativa ao avião. Determine a diferença de pressão através das lâminas da hélice e a potência requerida. Use =1,2kg/m3

Page 8: Aula 16 Equação da Quantidade de Movimento. A Equação da Quantidade de Movimento Aplicada a Hélices Linha de corrente
Page 9: Aula 16 Equação da Quantidade de Movimento. A Equação da Quantidade de Movimento Aplicada a Hélices Linha de corrente

Escoamento Permanente Não Uniforme

A

22 AVdAV

AV

dAV2

2

)VV(mF 1122

Onde o fator de correção é dado por:

Escoamento laminar com perfil parabólico em tubulação circular 3

4

Page 10: Aula 16 Equação da Quantidade de Movimento. A Equação da Quantidade de Movimento Aplicada a Hélices Linha de corrente

4.149 Calcule a variação do fluxo da quantidade de movimento da água que escoa através da contração plana mostrada na figura se a vazão é de 0,2m3/s. A inclinação dos dois perfis é a mesma. O perfil da corrente a montante é criado por uma placa contendo fendas de várias larguras.

100 cm de largura

Page 11: Aula 16 Equação da Quantidade de Movimento. A Equação da Quantidade de Movimento Aplicada a Hélices Linha de corrente

Fluxo na entrada em (1)

A

22 AVdAV

)VV(mF 1122

Page 12: Aula 16 Equação da Quantidade de Movimento. A Equação da Quantidade de Movimento Aplicada a Hélices Linha de corrente

Fluxo na entrada em (1)

Inclinação da seção 1 = -20

Page 13: Aula 16 Equação da Quantidade de Movimento. A Equação da Quantidade de Movimento Aplicada a Hélices Linha de corrente

Fluxo na Saída em (2)

)VV(mF 1122

)VV(mF 1122

Page 14: Aula 16 Equação da Quantidade de Movimento. A Equação da Quantidade de Movimento Aplicada a Hélices Linha de corrente

Referenciais Não-Inerciais

O escoamento de escape de um foguete; O braço de um lavador de pratos; Ao redor de uma lâmina de turbina.

Um referencial não-inercial é necessário para estudar:

Page 15: Aula 16 Equação da Quantidade de Movimento. A Equação da Quantidade de Movimento Aplicada a Hélices Linha de corrente

Referenciais Não-Inerciais

Vdrdt

d)r(V2

dt

SdVVd

Dt

DF

sis2

2

sis

.c.v .c.ssis

I dA)n̂V(VVVddt

dVVd

Dt

DFF

FI – força inercial de massa

Vdrdt

d)r(V2

dt

SdF

sis2

2

I

Page 16: Aula 16 Equação da Quantidade de Movimento. A Equação da Quantidade de Movimento Aplicada a Hélices Linha de corrente

Referenciais Não-Inerciais

Vdrdt

d)r(V2

dt

SdF

sis2

2

I

aceleração do referencial do observador

aceleração de Coriolis aceleração

normal

aceleração angular

V - vetor de velocidade da partícula;r - posição da partícula; - velocidade angular do referencial do observador;

Page 17: Aula 16 Equação da Quantidade de Movimento. A Equação da Quantidade de Movimento Aplicada a Hélices Linha de corrente

Equação do Momento da Quantidade de Movimento

sis

I VdVrDt

DMM

Vdrdt

d)r(V2

dt

SdrM

2

2

I

.c.s.c.v

I dA)n̂V(VrVdVrdt

dMM

Page 18: Aula 16 Equação da Quantidade de Movimento. A Equação da Quantidade de Movimento Aplicada a Hélices Linha de corrente

4.160 De um rotor de quatro braços, com bocais de 1/2in de diâmetro, sai água a 200 ft/s relativamente ao braço. Os bocais estão em ângulo reto com os braços de 10in de comprimento e são paralelos ao chão. Se a velocidade rotacional é de 30 rad/s, encontre a potência de saída. Os braços têm 1,5in de diâmetro.

Vdrdt

d)r(V2

dt

SdrM

2

2

I

AV778.2rdrAV8AdrV2r4M12/10

0

12/10

0

I

Page 19: Aula 16 Equação da Quantidade de Movimento. A Equação da Quantidade de Movimento Aplicada a Hélices Linha de corrente

309

200

12

75.94.1778.24

12

4/194.1200

12

10M

222

0VdVrdt

d

.c.v

4AV12

10dA)n̂V(Vr e

2e

.c.s

lbft309M

sec/lbft927030309MW