Ejercicios De Fluidos

Rafael Muñoz Plaza - 05929541A - Grado de electricidad
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------E5.1.
Estimar la resistencia al avance de un casco de aeronave de 4m de diámetro, a 900 km/h y a 10 km de altitud. Hallar la potencia correspondiente.

Antes de comenzar supondremos que ladensidad del aire a 10 km de altitud, es decir, el límite de la troposfera toma un valor de ρ=0´413kgm3 a -50ºC y a una presión de 264 mbar como valores estándares a 10000m de altitud.

FD=CD∙A∙ρ∙u22;

CD=0´04

A=π∙r2=π∙D22

FD= CD∙A∙ρ∙u22=0´04∙π∙422∙0´413∙9003´622=6484´37N

P=F∙u=6´484∙(9003´6)=1621´09 kW

E5.2.
A sharp flat plate with L=1 m and b=3 m is immersed parallel to a stream ofvelocity 2 m/s. Find the drag on one side of the plate, and at the trailing edge find the thicknesses ,δ,δ*, and θ for:

(a) air, ρ=1.23 kg/m3 and ν=1.46 105 m2/s+
(b) water, ρ= 1000 kg/m3 andν=1.02 106 m2/s.

VLv=2ms1 m1´46x10-5m2s=137000

CD=2D(L)ρU2bL=1´328ReL12=1´328(137000)12=0´00359

FD= CD∙A∙ρ∙u22=0´00359∙3∙1∙1´23∙222=0´0265 N
δL=5ReL12=513700012=0´0135
δ=0´0135∙1=0´0135 m=13´5mm

δ*=1´7215δ=4´65 mm θ=δ*2´59=1´79 mm

ReL=21 1´02x10-6=1´96x106

CD=2D(L)ρU2bL=1´328ReL12=1´328(1´96x106)12=0´000949

FD= CD∙A∙ρ∙u22=0´000949∙3∙1∙1000∙222=5´70 NδL=5ReL12=51´96x10612=0´00357

δ=0´00357∙1000=3´57 mm

δ*=1´7215δ=1´23 mm θ=δ*2´59=0´48 mm

E3.3
Are low-speed, small-scale air and water boundary layers really thin? Consider flowat U= 1 ft/s past a flat plate 1 ft long. Compute the boundary-layer
thickness at the trailing edge for:
(a) air
(b) water at 20°C.

a)

La viscosidad cinemática del aire es vaire≈1´61 x10-4ft2s.

ReL=ULv=1 fts1 ft1´61 x 10-4ft2s=6200

δx≈56200=0´0634

Con x = 1 ft δ=0´0634 ft ≈0´76 in

b)

La viscosidad cinemática del agua es...