Air at
flows over a
-long flat plate at
. Determine the local friction coefficient at intervals of 1 ft and plot the results against the distance from the leading edge.
Passo 1
Beleza, o enunciado pede pra gente calcular o coeficiente de atrito local
ao longo de uma placa lisa de 10 ft, com ar a 70 °F escoando a 25 ft/s.
Conteúdo: mecânica dos fluidos – camada limite externa – escoamento laminar e turbulento.
O que precisamos: viscosidade cinemática do ar , número de Reynolds local
e as fórmulas de
em cada regime.
Conteúdo: mecânica dos fluidos – camada limite externa – escoamento laminar e turbulento.
O que precisamos: viscosidade cinemática do ar
Passo 2
Primeiro, escolhemos
(ar a 70 °F).
O número de Reynolds local é
O número de Reynolds local é
com
e
em ft.
Passo 3
Identificamos o ponto crítico entre laminar e turbulento:
Logo, para
ft usamos o regime laminar e para
ft turbulento.
Passo 4
Fórmulas dos coeficientes locais:
– Laminar (Blasius):
– Laminar (Blasius):
– Turbulento (próximo à parede):
Agora, a cada intervalo de 1 ft, calculamos
e escolhemos a fórmula certa:
Para
ft:
Para
ft:
Para
ft:
Para
ft (
, turbulento):
Resposta
Coeficiente de atrito local
em cada ponto de 1 ft:
x (ft) |
1 ft → 1,73×10⁻³
2 ft → 1,22×10⁻³
3 ft → 1,00×10⁻³
4 ft → 4,15×10⁻³
5 ft → 3,96×10⁻³
6 ft → 3,81×10⁻³
7 ft → 3,71×10⁻³
8 ft → 3,61×10⁻³
9 ft → 3,53×10⁻³
10 ft → 3,46×10⁻³
x (ft) |
1 ft → 1,73×10⁻³
2 ft → 1,22×10⁻³
3 ft → 1,00×10⁻³
4 ft → 4,15×10⁻³
5 ft → 3,96×10⁻³
6 ft → 3,81×10⁻³
7 ft → 3,71×10⁻³
8 ft → 3,61×10⁻³
9 ft → 3,53×10⁻³
10 ft → 3,46×10⁻³
Num gráfico de
versus
, você veria alisamento até ~3 ft (laminar) e depois um salto para valores maiores que decrescem suavemente (turbulento).