Se, no sistema do Problema 5.1, o arraste total sobre o objeto for 800 N/m de comprimento normal à direção de escoamento e as forças friccionais nas paredes forem desprezadas, encontre a diferença de pressão entre as seções de entrada e de saída.
Passo 1
Saaaalve, tranquilo? Vamos lá resolver mais uma questão juntos?! 😊
Assumindo a unidade de profundidade da água fluindo através do túnel
Escrevendo o perfil de velocidade na região de saída:
Aplicando a conservação de massa para um escoamento permanente incompressível. A taxa de fluxo de massa na entrada é igual a taxa de vazão mássica na saída
Aqui, temos:
1. densidade da água
2. comprimento do túnel
3. área da seção transversal
Passo 2
Simplificando a equação e achando a relação entre a velocidade da saída e a velocidade na entrada
Passo 3
Escrevendo a força total na direção
Aqui, temos que:
1. força de arrasto
2. pressões na seção 1 e 2, e
Achando a mudança no momento:
Substituindo para
Passo 4
Aplicando a conservação de momento ao longo do eixo
Substituindo e , temos:
Passo 5
Convertendo a força de arrasto de para usando o fator de conversão
Substituindo , , e
Convertendo, temos