Enunciado

Foi proposta a utilização de tambores excedentes de óleo de 208 litros para fazer moinhos de vento simples em países subdesenvolvidos. (É uma turbina tipo Savonius simples). Duas configurações possíveis são mostradas. Estime qual seria a melhor, por quê, e quanto melhor? O diâmetro e o comprimento de um tambor de 208 litros são D = 610 mm e H = 737 mm.

Passo 1

Fala aí galera, vamos para mais um problema de mecânica dos fluidos. Primeiramente, sabemos que, por definição:

F A = C A 1 2 ρ V ² A

Agora, vamos aplicar o somatório de momentos para as duas configurações.

Portanto, para a primeira configuração:

∑ M = D 2 F u - D 2 F d = D 2 F u - F d  

Onde F u é a força na metade “de frente” para o vento e F D   é a força na metade “de costas” para o vento. Portanto:

∑ M = D 2 C A u 1 2 ρ V 2 A - C A d 1 2 ρ V 2 A = D 2 1 2 ρ V 2 A C A u - C A d  

Já para a segunda configuração:

∑ M = H 2 F u - H 2 F d = H 2 F u - F d

∑ M = H 2 C A u 1 2 ρ V 2 A - C A d 1 2 ρ V 2 A = H 2 1 2 ρ V 2 A C A u - C A d

Logo, como H > D ,   a segunda configuração será superior. A melhoria será dada por:

H - D D

Substituindo:

H - D D = 20,8 %

Resposta

Como H > D ,   a segunda configuração será superior. A melhoria será dada por:

H - D D = 20,8 %

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