3a Prova de PME2330 – Mecânica dos Fluidos II
1a Questão (5,0 pontos): Uma asa de 2% de arqueamento , 127 mm de corda c e 762 mm de
envergadura b é testada com um certo ângulo de ataque em um túnel de vento (ρ=1,2 kg/m3).
Para uma velocidade da corrente U=61m/s mediram-se forças de sustentação L=134N e
arrasto D=6,7N. Avalie (a) o ângulo de ataque
a
e (b) para esse mesmo ângulo de ataque, qual
será o novo coeficiente de arrasto CD se dobramos a envergadura da asa para 1524 mm
mantendo as demais características geométricas?
2a Questão (5,0 pontos): (a)Mostre que a razão máxima entre a sustentação e o arrasto ocorre
quando o coeficiente de arrasto CD é igual a duas vezes o coeficiente de arrasto para asa
bidimensional CD
∞
, ou seja, (CL/CD)max ocorre para CD=2CD
∞
.(b) Qual o valor de (CL/CD)max
para uma asa simétrica (
β
=0) quando a razão de aspecto RA=5 e CD
∞
=0,009? Qual o ângulo
de ataque
a
para o qual ocorre esse valor de (CL/CD)max?
Dados:
Razão de aspecto: planiformeárea
b
c
b
RA
2
==
Coeficiente de sustentação para aerofólios:
(
)
RA
sen
CL2
1
2
+
+
=
β
α
π
Efeito do arqueamento:
β
é dado, em radianos, por
c
h2
=
β
, onde h é o arqueamento.
Coeficiente de arrasto: RA
C
CC L
DD
π
2
+= ∞
Relação entre forças e coeficientes:
Arrasto: AUCD D
2
2
1
ρ
= ; Sustentação: AUCL L
2
2
1
ρ
= onde A é a área planiforme.
Laboratório
1) (3,5 pontos) Por que o coeficiente de arrasto de um cilindro com camada limite
turbulenta é menor que o coeficiente de arrasto com camada limite laminar? Na sua
explicação observe a influência do gradiente de pressão no fenômeno.
2) (3,5 pontos) O que é o fenômeno de estol (Stall) em um aerofólio? Porque a teoria
potencial não é capaz de prever esse fenômeno?
3) (3,0 pontos) A partir das respostas que deu para as duas questões anteriores, explique
porque em algumas situações geradores de turbulência são colocados em aerofólios
usados em asas e pás de turbinas eólicas.
