estudo de escoamentos externos de ar em veículos

IVENTEA
INSTALAÇÃO DE VENTILAÇÃO E ESTUDOS AERÓLICOS
EXPERIÊNCIA 2 – ESTUDO DE ESCOAMENTOS
EXTERNOS DE AR EM VEÍCULOS
Outubro de 2012
Instalação de
Ventilação e Estudos
Aerólicos
Regras de utilização do equipamento
1.
2.
Antes de iniciar qualquer trabalho no laboratório, deve ler o manual fornecido para
cada equipamento.
Não deverá realizar a experiência sozinho.
3.
Antes de iniciar o funcionamento da instalação deverá tomar conhecimento do modo
de paragem em caso de emergência.
4.
Antes de executar as medições experimentais, deve saber exactamente quais os
resultados experimentais que lhe interessam obter e seguidamente realizar as
experiências.
5.
Deverá ser cuidadoso(a) quando utiliza a IVENTEA – Instalação de Ventilação e
Estudos Aerólicos.
6.
Utilize os equipamentos portáteis de medição, única e exclusivamente, para o fim a
que se destinam.
7.
Não exceda as condições máximas de operação do ventilador centrífugo. Deve
utilizar frequências na faixa de valores entre 20 e 36 Hz.
8.
Se verificar algo de anormal na utilização do ventilador centrífugo, não hesite em
comunicar ao supervisor do laboratório.
9.
Certifique-se que desligou o ventilador centrífugo quando concluíu o ensaio
experimental.
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Instalação de
Ventilação e Estudos
Aerólicos
1. Introdução à IVENTEA
A Instalação de Ventilação e Estudos Aerólicos foi construída no laboratório AVAC, tendo como principais
vetores orientadores, a realização de ensaios de ventiladores centrífugos, o estudo de escoamentos
externos de ar em modelos à escala, e a determinação do caudal de ar através da via experimental.
2. Objetivos da Experiência
2.1. Determinação do coeficiente de arrasto para os veículos JAGUAR SS102 e FERRARI
ENZO em função do número de Reynolds.
2.2. Determinação da incerteza experimental associada à determinação do coeficiente
de arrasto médio para cada veículo.
3. Descrição da IVENTEA
A IVENTEA, Instalação de Ventilação e Estudos Aerólicos é constituída por um circuito aberto de condutas
de secções quadradas e rectangulares, unidas entre si através de flanges, e vedadas através de juntas
flexíveis. Estão instalados dois ventiladores centrífugos neste circuito de condutas e estão montados
registos de caudal de lâminas na entrada e saída do circuito de ar. O ar é aspirado no troço de condutas
inferior, passa através dos dois ventiladores montados em série, e é exaurido no troço superior, numa
conduta de secção rectangular com a forma de uma contração, como se pode constatar nas figuras 1 e 2.
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Instalação de
Ventilação e Estudos
Aerólicos
Ventilador A
Ventilador B
Figura 1 – Corpo principal da IVENTEA
Figura 2 – Fotografias de componentes da IVENTEA
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Instalação de
Ventilação e Estudos
Aerólicos
4. Lista de equipamento de medição
1. IVENTEA, LAVAC
2. Suporte com escala para posicionamento do tubo de Pitot
3. Tubo de Pitot Estático tipo L, KIMO
4. Veículos JAGUAR SS102 e FERRARI ENZO
5. Sonda de temperatura/humidade ambiente, KIMO SHRSP
6. Paquímetro
7. Fita métrica
8. Dinamómetro com escala de 0 a 2,5 N
5. Procedimento Experimental
Passo 1 – Ligar o ventilador B e perceber como se varia a sua velocidade através da regulação visual da
frequência de rotação.
Passo 2 – Medir a temperatura do escoamento de ar, a montante e a jusante do ventilador centrífugo.
Passo 3 – Posicionar o tubo de Pitot na zona do escoamento externo à saída do favo (numa secção do
escoamento posicionada a 13 cm do favo) e efetuar a medição da velocidade do escoamento. Efetuar nesta
secção do escoamento, varrimentos de medições de velocidade nas direcções vertical e horizontal para
verificar que a velocidade do escoamento é uniforme para uma frequência à escolha posicionada dentro
dos limites de funcionamento do ventilador B. Registar resultados.
Passo 4 – Com o tubo de Pitot posicionado na zona de velocidade constante, registar o valor da velocidade
do escoamento, para as frequências de funcionamento escolhidas para o ventilador B.
Passo 5 – Posicionar o veículo JAGUAR SS102 e efetuar a leitura da força no dinamómetro. Repetir este
procedimento para o FERRARI ENZO.
Passo 6 – Repetir o passo 5 para as frequências de funcionamento escolhidas.
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Instalação de
Ventilação e Estudos
Aerólicos
6. Bibliografia
Capítulos 7 e 11 do livro:
Mecânica dos Fluidos
Fundamentos e Aplicações, 1a Edição
Yunus A. Çengel and John M.
Cimbala
Copyright 2008, McGraw-Hill, ISBN: 9788586804588
Capítulos 5 e 7 do livro:
Fluid Mechanics
Frank M. White, 7th Edition
Copyright 2011, McGraw-Hill, ISBN 9780071311212
Consultar as fichas técnicas do aparelho multifunções e respetivas sondas de medição em anexo e para
modelos mais atualizados, consultar o site :
www.kimo.fr
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