O que é coeficiente de arrasto – Características de arrasto – Definição

Coeficiente de arrasto – Características de arrasto. As características de arrasto de um corpo são representadas pelo coeficiente de arrasto sem dimensão, CD, definido como:

Coeficiente de arrasto – Características de arrasto

Como foi escrito, as características de arrasto de um corpo são representadas pelo coeficiente de arrasto sem dimensão , C D , definido como:

coeficiente de arrasto - características

A área de referência, A, é definida como a área da projeção ortográfica do objeto em um plano perpendicular à direção do movimento. Para objetos ocos, a área de referência pode ser significativamente maior que a área de seção transversal, mas para objetos não ocos, é exatamente o mesmo que uma área de seção transversal. Como pode ser visto, o coeficiente de arrasto é principalmente uma função da forma do corpo e levando em consideração o atrito da pele e o arrasto da forma. Também pode depender do número de Reynolds e da rugosidade da superfície.

Quando os coeficientes de atrito e pressão estão disponíveis, o coeficiente de arrasto total é determinado simplesmente adicionando-os:

atrito da pele - arrasto da forma - coeficientes

Em números baixos de Reynolds, a maior parte do arrasto ocorre devido ao atrito . Este é especialmente o caso de corpos altamente aerodinâmicos, como aerofólios. Por outro lado, no alto número de Reynolds, a queda de pressão é significativa, o que aumenta o arrasto do formulário .

 

Força de arrasto – Equação de arrasto

força de arrasto, D , depende da densidade do fluido, a velocidade a montante, e o tamanho, forma e orientação do corpo, entre outras coisas. Uma maneira de expressar isso é por meio da equação de arrasto . A equação de arrasto é uma fórmula usada para calcular a força de arrasto experimentada por um objeto devido ao movimento através de um fluido.

força de arrasto - equação de arrasto - fórmula

A área de referência, A, é definida como a área da projeção ortográfica do objeto em um plano perpendicular à direção do movimento. Para objetos ocos, a área de referência pode ser significativamente maior que a área de seção transversal, mas para objetos não ocos, é exatamente o mesmo que uma área de seção transversal.

Cálculo do coeficiente de atrito da pele

O fator de atrito para escoamento turbulento depende fortemente da rugosidade relativa. É determinado pela equação de Colebrook ou pode ser determinado usando o gráfico Moody . O gráfico Moody para Re = 575 600 e ε / D = 5 x 10 -4 retorna os seguintes valores:

Portanto, o coeficiente de atrito da pele é igual a:

coeficiente de atrito da pele - exemplo

Cálculo da força de arrasto

Para calcular a força de arrasto , precisamos saber:

  • o coeficiente de atrito da pele, que é: D, atrito = 0,00425
  • a área da superfície do pino, que é: A = π.dh = 0,11169 m 2
  • densidade do fluido , que é: ρ = 714 kg / m 3
  • a velocidade de fluxo do núcleo, que é constante e igual a core = 5 m / s

A partir do coeficiente de atrito da pele, que é igual ao fator de atrito de Fanning , podemos calcular o componente de atrito da força de arrasto. A força de arrasto é dada por:

força de arrasto - exemplo

Supondo que um conjunto de combustível possa ter, por exemplo, 289 pinos de combustível (conjunto de combustível 17 × 17), o componente de atrito da força de arrasto é da ordem de quilonewtons . Além disso, essa força de arrasto se origina puramente do atrito da pele no pacote de combustível. Mas o conjunto típico de combustível PWR contém outros componentes, que influenciam o sistema hidráulico do conjunto:

  • Barras de combustível . As barras de combustível contêm o combustível e os venenos queimados.
  • Bico superior . Fornece o suporte mecânico para a estrutura de montagem de combustível.
  • Bico inferior . Fornece o suporte mecânico para a estrutura de montagem de combustível.
  • Grade de espaçamento . Garante uma orientação exata das barras de combustível.
  • Guie o tubo do dedal . Tubo vago para hastes de controle ou instrumentação interna.

Como foi escrito, o segundo componente da força de arrasto é o arrasto do formulário. O arrasto de forma conhecido também como arrasto de pressão surge devido à forma e tamanho do objeto. O arrasto de pressão é proporcional à diferença entre as pressões que atuam na frente e nas costas do corpo imerso e a área frontal.

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