segunda-feira, 30 de junho de 2014

AERODINÂMICA E TEORIA DE VOO -> Capítulo V - Escoamento


CAPÍTULO 5 
ESCOAMENTO



O movimento de um fluído gasoso ou líquido é denominado escoamento, o qual pode ser de dois tipos:


  • Laminar ou Lamelar.
  • Turbulento ou Turbilhonado.
A figura abaixo ilustra os dois tipos de escoamento, através do exemplo da fumaça de um cigarro


TUBO DE ESCOAMENTO

É a canalização por onde escoa o fluído.

Existem dois tipos de tubo de escoamento:
  • Tubo Real
  • Tubo Imaginário
A imagem abaixo ilustra o que os dois tipos de tubos de escoamento.




EQUAÇÃO DA CONTINUIDADE

É uma lei do escoamento, a qual afirma, de forma simplificada:

"Quanto mais estreito for o tubo de escoamento, maior será a velocidade do fluido e vice-versa".


TÚNEL AERODINÂMICO

A equação da continuidade torna possível a construção do túnel aerodinâmico, que é usado para testar modelos de aviões durante a fase de projeto.



PRESSÃO DINÂMICA

É a pressão produzida pelo impacto do vento. A pressão dinâmica deixa de existir o vento para de soprar.

Ela é tanto maior quanto maior for a densidade ou a velocidade do fluído que escoa.




A pressão dinâmica é calculada através da fórmula:


VELOCÍMETRO

O velocímetro utilizado nos aviões é um manômetro com mostrador modificado para indicar a velocidade do vento relativo, em vez da sua pressão dinâmica. 

Ela possui uma entrada para a pressão estática e uma outra para pressão total (Que é igual à pressão estática mais a dinâmica)

A pressão estática entra pelos dois tubos e anula-se dentro do instrumento, sobrando então apenas a pressão dinâmica, que aciona o ponteiro.




TEOREMA DE BERNOULLI

É uma lei de escoamento que afirma, de forma simplificada:

"Quando maior a velocidade do escoamento, maior será a pressão dinâmica e menor a pressão estática".

Esta afirmação é de certo modo intuitiva, pois a força do impacto do ar (ou pressão dinâmica) é tanto maior quanto maior a velocidade de escoamento.

Quanto a diminuição da pressão estática, podemos demonstrá-la através do Tubo de Venturi (tubo com um estreitamento), onde fazemos um pequeno furo, adaptando um tubinho plástico, cuja extremidade é mergulhada num copo d'água.

O vento passando pelo Tubo de Venturi, sofre um aumento de velocidade no estreitamento, onde irá aspirar a água do copo, que será pulverizada nim fino jato.




APLICAÇÕES

O teorema de Bernoulli é aplicado na construção dos pulverizadores (bombas manuais) de inseticida, nos carburadores dos motores a gasolina e outros dispositivos.


SISTEMA PITOT-ESTÁTICO

Já vimos que:

  1. O altímetro funciona através da pressão estática.
  2. O velocímetro precisa da pressão estática e da pressão total.

Para fazer esses dois instrumentos funcionarem, o avião possui:

  1. Uma tomada de pressão estática.
  2. Uma tomada de pressão total (dinâmica mais estática), que chama-se Tubo de Pitot.
O conjunto completo, montado num avião, chama-se Sistema Pitot-Estático.


Nos aviões de pequeno porte, o tubo de Pitot e a tomada de pressão estática podem estar incorporados num único conjunto conforme mostra a figura abaixo.





Existem também outros formatos bastante diferentes. internamente podem ter dispositivos de aquecimento elétrico, com a finalidade de evitar o bloqueio das passagens pelo gelo em baixa temperatura.


VELOCIDADE INDICADA E VELOCIDADE AERODINÂMICA

A velocidade que o piloto lê no mostrador de velocímetro somente é correta se o avião estiver voando na atmosfera padrão, ao nível do mar.

Na prática, dificilmente o avião estará voando nessas condições, o que equivale a dizer que o velocímetro estará mostrando ao piloto uma velocidade incorreta, que chamaremos de Velocidade Indicada (Abreviadamente VI).

A velocidade do avião em relação ao ar recebe o nome de Velocidade Aerodinâmica (VA) ou Velocidade Verdadeira.

"A velocidade aerodinâmica (VA) é muito importante, pois é aquela que deve ser usada nas formulas matemáticas de Teoria de Voo".

Apesar do nome, a Velocidade Verdadeira ou Aerodinâmica não é realmente a verdadeira, pois falta considerar ainda a velocidade do vento atmosférico.

Somente após efetuada essa correção chega-se à velocidade real do avião em relação à terra.

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