Arrasto

Faculdade de Engenharia Mecânica
Departamento de Energia

EM - 847 : LABORATÓRIO DE CALOR E FLUÍDOS
DETERMINAÇÃO DO ARRASTO TOTAL EM PERFIL AERODINÂMICO
1. INTRODUÇÃO
Um corpo de qualquer forma, quando imerso em um fluido em escoamento, fica sujeito a forças e momentos (White, 1986).
Estas forças são três: o arrasto, que age numa direção paralela à direção da corrente livre, e duas forças de sustentação, que agem em direções ortogonais. A atuação destas forças no corpo causa momentos, conforme ilustra a Fig.
1.
O experimento apresentado neste documento enfocará apenas a força de arrasto, representada por
D.
Na sua forma adimensional, a força de arrasto é expressa pelo coeficiente de arrasto, CD, que é a razão entre D e uma força característica associada à pressão dinâmica da corrente livre, (1/2 U2), sendo  a densidade e U a velocidade da corrente livre.
O coeficiente de arrasto é, então:

CD 

D

(1)

1 2U2 A

O fator (1/2) é um tradicional tributo a
Euler e a Bernoulli. A área característica do corpo, A, poderia ser igual a L2 (L é a dimensão linear característica do número de Reynolds), mas é usual encontrá-la definida como:
i)

A = Área Frontal – é a projeção da área em um plano perpendicular à direção da corrente livre (é a área “vista” pela corrente livre). É frequentemente utilizada para

ii)

iii)

corpos ‘rombudos’ ou não-delgados, como esferas, cilindros, carros, mísseis, etc, ou
A = Área de Topo – é a projeção da área no plano paralelo à corrente livre (é a vista de topo). É utilizada para corpos delgados, como perfis de asa e hidrofólios, ou mesmo
A = Área Molhada – é a área total de contato do corpo com o fluido, costumeiramente utilizada para superfícies de cascos de embarcações.

Sabe-se que, em escoamentos com baixa velocidade, o coeficiente de arrasto de um corpo é uma função apenas do número de
Reynolds:

CD  f Re

(2)

sendo o número de Reynolds definido em