Fonte: Ricardo Mejia-Alvarez e Hussam Hikmat Jabbar, Departamento de Engenharia Mecânica, Michigan State University, East Lansing, MI

O objetivo deste experimento é demonstrar forças nos corpos como resultado de mudanças no impulso linear do fluxo ao seu redor usando uma formulação de volume de controle [1, 2]. A análise do volume de controle se concentra no efeito macroscópico do fluxo nos sistemas de engenharia, em vez da descrição detalhada que poderia ser alcançada com uma análise diferencial. Cada uma dessas duas técnicas tem um lugar na caixa de ferramentas de um analista de engenharia, e devem ser consideradas abordagens complementares e não concorrentes. Em linhas gerais, a análise do volume de controle dará ao engenheiro uma ideia das cargas dominantes em um sistema. Isso lhe dará uma sensação inicial sobre qual caminho seguir ao projetar dispositivos ou estruturas, e deve ser o passo inicial a ser dados antes de buscar qualquer projeto ou análise detalhado através da formulação diferencial.

O princípio principal por trás da formulação do volume de controle é substituir os detalhes de um sistema exposto a um fluxo de fluido por um diagrama corpo livre simplificado definido por uma superfície fechada imaginária apelidada de volume de controle. Este diagrama deve conter todas as forças da superfície e do corpo, o fluxo líquido de impulso linear através dos limites do volume de controle, e a taxa de mudança de impulso linear dentro do volume de controle. Essa abordagem implica definir inteligentemente o volume de controle de maneiras que simplificam a análise ao mesmo tempo que capturam os efeitos dominantes no sistema. Esta técnica será demonstrada com um jato de avião em uma placa plana em diferentes ângulos. Usaremos a análise de volume de controle para estimar a carga aerodinâmica na placa, e compararemos nossos resultados com as medidas reais da força resultante obtida com um equilíbrio aerodinâmico.

1. Definindo a instalação

1. Certifique-se de que não há fluxo na instalação.
2. Conecte a porta positiva do transdutor de pressão à torneira de pressão do plenário ( ).
3. Deixe a porta negativa do transdutor de pressão aberta à atmosfera ( ).
4. Registo do transdutor de Volts para Pascals ( ).
5. Regisso da largura de saída do jato.

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