Flashcard FC279117
Na expressão \(P=\tfrac12\rho A v^3\), que velocidade \(v\) representa?
Cinemática
CEBRASPE (CESPE) · 2023
Na expressão \(P=\tfrac12\rho A v^3\), que velocidade \(v\) representa?
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Resposta
v é a velocidade do vento que atravessa a área varrida pelo rotor, não a velocidade tangencial da ponta das pás.
Explicação e exemplo:
O termo \(v\) no modelo \(P=\tfrac12\rho A v^3\) refere-se à velocidade do fluxo de ar que atravessa a área \(A\). A velocidade de ponta das pás é a velocidade tangencial da hélice e não descreve o fluxo de massa de ar. Além disso, só uma fração da potência disponível pode ser convertida em eletricidade (limite de Betz ≈ 59,3% e, na prática, ainda menor).
Exemplo:
Considere \(\rho=1{,}2\ \text{kg·m}^{-3}\), \(A=50\ \text{m}^2\) e vento com \(v=8\ \text{m/s}\).
\(P_{\text{disponível}}=\dfrac12\rho A v^3=\dfrac12\cdot1{,}2\cdot50\cdot8^3\)
\(=\;0{,}6\cdot50\cdot512=\;30\cdot512=\;15360\ \text{W}\) (15,36 kW)
Máx. teórico extraível (Betz): \(0{,}593\cdot15360\approx9105\ \text{W}\) (≈9,1 kW).
Na prática, a potência elétrica será menor devido a perdas do sistema (eficiência real típica < Betz).
Explicação e exemplo:
O termo \(v\) no modelo \(P=\tfrac12\rho A v^3\) refere-se à velocidade do fluxo de ar que atravessa a área \(A\). A velocidade de ponta das pás é a velocidade tangencial da hélice e não descreve o fluxo de massa de ar. Além disso, só uma fração da potência disponível pode ser convertida em eletricidade (limite de Betz ≈ 59,3% e, na prática, ainda menor).
Exemplo:
Considere \(\rho=1{,}2\ \text{kg·m}^{-3}\), \(A=50\ \text{m}^2\) e vento com \(v=8\ \text{m/s}\).
\(P_{\text{disponível}}=\dfrac12\rho A v^3=\dfrac12\cdot1{,}2\cdot50\cdot8^3\)
\(=\;0{,}6\cdot50\cdot512=\;30\cdot512=\;15360\ \text{W}\) (15,36 kW)
Máx. teórico extraível (Betz): \(0{,}593\cdot15360\approx9105\ \text{W}\) (≈9,1 kW).
Na prática, a potência elétrica será menor devido a perdas do sistema (eficiência real típica < Betz).
Veja como foi cobrado:
https://flashcardsconcursos.com.br/portal/flashcard/278071
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