escoamentos exteriores

2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST

Matéria:– Escoamento em torno de perfis: nomenclatura, sustentação e

entrada em perda; curvas características dos coeficientes de sustentação, resistência e de pressão.

– Problema. .

Escoamentos exteriores


Resistência de atrito (ou viscosa) dominante e pequena

Escoamento em torno de perfis

Baixa curvatura das linhas de corrente –> gradientes de pressão adversos baixos: não há separação

Perfil simétrico com ângulo de incidência nulo (Re7000)


Curvatura das linhas de corrente elevada –> pressão mínima baixa –> gradientes de pressão adversos elevados: separação


Resistência de forma dominante (e alta)

Ângulo de ataque de 5º (Re7000) - mesmo perfil



Sequências do MFM: Dynamics/Dependence of Forces on Re and Geometry/Lift

and Drag forces Boundary Layer/Separation/Leading edge separation


Curvas aerodinâmicas de perfis:


- Ângulo de ataque

22AULCL

22AU

DCD

Entrada em perda – depende Re


Nomenclatura Perfil alar – secção transversal da superfície sustentadora Superfície sustentadora (airfoil) – corpo de forma ligeiramente

encurvada que dá origem a uma força sustentadora perpendicular à direcção do movimento.– Asa de avião– Pá de turbomáquina axial


L – Bordo de ataque (Leading edge) T – Bordo de fuga (Trailing edge) Corda (chord), recta tangente à linha que limita

inferiormente o perfil

Nomenclatura


c – Valor da corda (corda) – comprimento da corda entre duas perpendiculares à corda que passam nos bordos de fuga e de ataque.

t – espessura máxima (medida perpendicular à corda c)

ft

c

Nomenclatura


Esqueleto (chamber line), lugar geométrico dos centros dos círculos inscritos no perfil

f – flexa máxima (distância máxima entre o esqueleto e a recta que une a extremidade do esqueleto)

Nomenclatura


Nomenclatura – Ângulo de ataque – ângulo entre o escoamento não-

perturbado e a corda. L - Força de sustentação (Lift); D – Força de resistência (Drag)


O escoamento em torno de uma asa finita é sempre 3D ocorrendo vórtices de extremidade que reduzem a sustentação

Característica 3D em asas finitas


Coeficiente de sustentação CL para asa infinita e escoamento invíscido

- ângulo de ataque (escoamento)

sin77,012

ctCL

ft

c

cf2tan 1

Expressão teórica baseada em escoamento potencial


Escoamentos exteriores Curvas do coeficiente

de pressão no intradorso e extradorso

=6º

=1,2º

x/c


Avião: Peso – 180 kN; área de asa – 160 m2; corda média – 4 m; velocidade – 250 milhas/hora a 3000 m de altitude.Qual o tempo de voo planado (sem motor) e a distância horizontal percorrida se o avião perder o motor nas condições indicadas?

= tan-1 D/L = 0,01l = 300 kmV = 45,8 m/sT = 1,82 h



Matéria:– Escoamento em torno de perfis: nomenclatura, sustentação e

entrada em perda; curvas características dos coeficientes de sustentação, resistência e de pressão.

– Problema.



Bibliografia:– White – Fluid Mechanics: Última parte cap. 7– Parte relativa à nomenclatura e curvas de funcionamento de

perfis: Folhas de Escoamento de Fluidos Perfeitos, Prof. António Falcão, AEIST.


escoamentos exteriores

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