Mec flu relatorio 1 poli usp

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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

ESCOLA POLITÉCNICA

PME 2237 - MÊCANICA DOS FLUIDOS XI









“Escoamento ao redor de um cilindro em túnel de vento”



Professor: Sérgio Ceccato

Turma: 21 A















Nome: N° USP:

Abraham Fu Nien Tong 7522231

Matheus Bueno da Silveira Endler 7212020



- 1 Resumo:

Aexperiência de Laboratório realizada no dia 26/03 teve como objetivo estudar o

escoamento externo do ar em um cilindro colocado em um túnel de vento.

Primeiramente foram medidas as pressões estáticas com o Tubo de Pitot alojado entre

os 2 bocais do túnel para freqüências de 30,40 e 50Hz. A partir dessas pressões as

velocidades de escoamento ao longe foram calculadas. Em seguida, com ocilindro

alojado entre os 2 bocais, mediu-se as pressões em diferentes pontos do cilindro

variando-se o ângulo do transferidor com um intervalo de 10˚ entre cada medição.

Dispondo desses dados foi possível calcular o coeficiente de pressão, força de arrasto e

o coeficiente de arrasto em cada ângulo, além do número de Reynolds em cada

freqüência (30,40 e 50Hz). Construiu-se gráficosdesses parâmetros em função do

ângulo os quais foram comparados com o material bibliográfico apresentando

semelhança. Logo, pode-se concluir algumas características do fluído como o ponto de

separação e o comportamento do escoamento na região próxima à separação.



- 2 Objetivos:

- Realizar a medição da velocidade do ar com o uso de um tubo de Pitot estático, aplicando a equaçãode Bernoulli;

- Determinar a distribuição de pressões e de coeficientes de pressão na superfície do cilindro;

- Determinar a força de arrasto e o coeficiente de arrasto associados
às pressões;

- Analisar o comportamento do escoamento na região próxima ao cilindro, determinando suas características (laminar, turbulento) e observando o fenômeno da separação;











- 3Fundamentos Teóricos:










-Número de Reynolds




Re = ρ V D / μ




Sendo:




ρ é o peso específico,

μ é a viscosidade dinâmica,




-Equação de Bernoulli:




[pic]

Sendo:




p2 é a pressão no ponto 2,

p1 é a pressão no ponto1,

ρ é o peso específico,

v1 é a velocidade no ponto frontal do tubo de Pitot,

v2 é a velocidade no ponto 2,

z1 e z2 são as cotas nos pontos 1 e 2,

g é a aceleração da gravidade,




-Equação para o cálculo de velocidade:




[pic]

Sendo:




p2 é a pressão no ponto2,

p1 é a pressão no ponto 1,

ρ é o peso específico,

v1 é a velocidade no ponto frontal do tubo de Pitot,




-Equação para determinação do coeficiente de pressão (Cp):







[pic]




Sendo:

p a pressão em cada ponto do cilindro em função de θ,

p0 é a pressão de referênciaa qual consideramos a atmosférica,

V é a velocidade média,

ρ é o peso específico,




-Equação a qual relaciona a força de arrosto (D) e o coeficiente de arrasto (CD):




D = CD * 1/2 * ρ * V² * d * b




Sendo:




CD é o coeficiente de arrasto, encontrado graficamente a partir do número de Reynolds,V é a velocidade média,

ρ é o peso específico,

d é o diâmetro,

b é a altura do cilindro,




-Equação para o coeficiente de arrasto relativo à pressão:




CDp = Dp / ( ½ * ρ * V² * A)




Sendo:




CDp é o coeficiente de arrasto relativo à pressão,

Dp é a força de...
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