Escoamentos exteriores
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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
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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)
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Curvatura das linhas de corrente elevada –> pressão mínima baixa –> gradientes de pressão adversos elevados: separação
Escoamento em torno de perfis
Resistência de forma dominante (e alta)
Ângulo de ataque de 5º (Re7000) - mesmo perfil
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Escoamento em torno de perfis
Sequências do MFM: Dynamics/Dependence of Forces on Re and Geometry/Lift
and Drag forces Boundary Layer/Separation/Leading edge separation
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Curvas aerodinâmicas de perfis:
Escoamento em torno de perfis
- Ângulo de ataque
22AULCL
22AU
DCD
Entrada em perda – depende Re
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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
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L – Bordo de ataque (Leading edge) T – Bordo de fuga (Trailing edge) Corda (chord), recta tangente à linha que limita
inferiormente o perfil
Nomenclatura
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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
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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
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Nomenclatura – Ângulo de ataque – ângulo entre o escoamento não-
perturbado e a corda. L - Força de sustentação (Lift); D – Força de resistência (Drag)
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O escoamento em torno de uma asa finita é sempre 3D ocorrendo vórtices de extremidade que reduzem a sustentação
Característica 3D em asas finitas
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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
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Escoamentos exteriores Curvas do coeficiente
de pressão no intradorso e extradorso
=6º
=1,2º
x/c
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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
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Matéria:– Escoamento em torno de perfis: nomenclatura, sustentação e
entrada em perda; curvas características dos coeficientes de sustentação, resistência e de pressão.
– Problema.
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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.
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