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Escoamento Compressvel (EN2218) Prof. Dr. Israel da S. Rgo*
M=
V a
*Contato: Bl. A, Torre I, Piso 6, Sala 625; E-mail: [email protected]
O que distingue um Cientista de um Engenheiro que o Cientista descobre o que existe, enquanto que o Engenheiro cria o que nunca existiu. Theodore Von Krmn, Fsico Hngaro (1881-1963)
Objetivos Introduzir e discutir os fundamentos de escoamentos compressveis. Competncias Modelar e resolver problemas envolvendo escoamentos compressveis. Recomendaes Dedicao individual de 6 horas/semana. Metodologia 15 aulas com exerccios, 6 trabalhos dirigidos, exame final & substitutiva.
ATENO: Substitutiva apenas para os alunos faltosos!
Conceito versus Nota numrica Aprovao A (entre 10 e 8,75) B (entre 8,75 e 7,5) C (entre 7,5 e 6,25) D (entre 6,25 e 5) Reprovao F (abaixo de 5) O (acima de 25 % de faltas)
1 1 6 Nota final = Trabalhos Dirigidos i + Exame Final 2 6 i =1 1 4444444 44444444 4 2 3= Mdia simples
Bibliografia sugerida
BIBLIOTECA UFABC...porque informao importa!
Cronograma TentativoAula 1 (06/02) Introduo Aula 2 (08/02) Fundamentos bsicos Trabalho dirigido I (13/02) Aula 3 (15/02) Escoamento 1D Aula 4 (27/02) Choque normal: I Aula 5 (29/02) Choque normal: II Trabalho dirigido II (05/03) Aula 6 (07/03) Choque oblquo: I Aula 7 (12/03) Choque oblquo: II Aula 8 (14/03) Ondas de expanso: I Trabalho dirigido III (19/03) Aula 9 (21/03) Escoamento quase-1D: I Aula 10 (26/03) Escoamento quase-1D: II Aula 11 (28/03) Choques no-estacionrios Trabalho dirigido IV (02/04) Aula 12 (04/04) Tubos de choque Aula 13 (09/04) Tneis de vento Aula 14 (11/04) Escoamento cnico Trabalho dirigido V (16/04) Aula 15 (18/04) Introduo hipersnica Trabalho dirigido VI (23/04) Exame Final (25/04) Substitutiva (02/05)
Introduo
Prof. Dr. Israel da S. Rgo*
*Contato: UFABC, Bl. A, Piso 6, Sala 625; E-mail: [email protected]
O que um escoamento compressvel?
Escoamentos cuja densidade varia com a presso p aplicada.
cteVo supersnico
cteDetonao Exemplos Vo hipersnico
Jato de altavelocidade
cte
T =MaterialAlumnio Kerosene Ar
1 d (compressibilidade isotrpica) d = T dp dpCompressibilidade vs elasticidade
Elasticidade [x109 Pa]75 1,3 0,00014
Compressibilidade [x10-9 Pa-1]0,01 0,76 7142
Compresso isotrmica
T onde T = cte
gs =
1 E dT dp
>> lquido
1 E
Taus
Compresso lquida vs gasosa
Compresso isentrpica
s onde s = cte
Quando um escoamento compressvel?
V d Mach = > 0,3 ou ( variao percentual de ) > 5% a
Variao percentual da densidade contra Mach
Escoamentos de alta-velocidade
M 0,8 Escoamento subsnico
M < M @ extradorso
Features
M < 1 @ any posio
VANT subsnico
suaves & continuidade das Qs
0,8 < M < 1,2
Coexistncia de Bow & choques Features
Choques onde M >1 @ extradorso
Escoamento transnico Bow choque a montante & choques a jusante
defletidas ps-Bow
Choque durante Mach crtico
M > 1,2
Escoamento supersnico
Modestos saltos das Qs Features
M > 1 @ any posio
defletidas ps-choque
Surgimento de choque oblquo
Caa supersnico Foguete em vo ascendente
Escoamento hipersnico M > 5
Escoamento reativo
M > 1 @ any posio
Features
Ensaio de re-entrada do Shuttle
Grandes saltos das Qs
Choque colado no corpo
defletidas ps-choque
Mdulo de re-entrada para misso Marte
Modelagem de escoamentos de alta-velocidade
Espessura do choque ( 0)
Freestream ( 0)
Camada limite ( 0)
Choque frente do cpsula Mercury
Shock layer ( 0) Estrutura da onda de choque curva
Estrutura vs viscosidade
Viscoso ( 0)Dentro da fina frente de onda Camada limite adjacente ao corpo
No-viscoso (0)Freestream (a montante do corpo) Shock layer
Camada limite ( 0) Downstream ( 0)
Leque ( = 0)
Estrutura de ondas de expanso
Jato em expanso na tubeira
Estrutura vs viscosidade
Viscoso ( 0)Camada limite adjacente parede interna da tubeira
No-viscoso (0)Ao longo da tubeira & downstream Dentro do leque