Em um canal de irrigação, cuja largura é
e profundidade
, a água flui com uma velocidade de
. Determine o fluxo de massa através das seguintes superfícies:
uma superfície de área
metade na água e metade fora, perpendicular ao fluxo;
uma superfície de área
Passo 1
O enunciado dá um canal cujo escoamento de água tem velocidade
), largura
) e profundidade
), e pede o fluxo de massa através de uma superfície plana de área
), metade imersa na água e metade exposta ao ar, perpendicular ao fluxo. Vamos usar o conceito de fluxo de massa para escoamento uniforme.
Passo 2
O fluxo de massa em escoamento uniforme e perpendicular a uma superfície
é dado por
onde
é a densidade do fluido,
a velocidade e
a área efetivamente em contato com o fluido.
Passo 3
Como só metade da área
está imersa na água, a área úmida é
Passo 4
Adotando a densidade da água como
), substituímos:
Calculando numericamente:
Resposta
O fluxo de massa através da superfície é aproximadamente
.