(QUESTÃO 5.11 - MUNSON) A turbina de um avião consome 0,34kg/s de combustível e
de ar quando opera na condição de cruzeiro. A velocidade média dos produtos de combustão em relação à turbina é igual a
. Estime a massa específica média dos gases produzidos na combustão sabendo que a área da seção de descarga da turbina é igual a 0,325 m².
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre uma turbina de avião que consome combustível e ar durante o voo de cruzeiro. A gente vai precisar usar conceitos de conservação de massa e dinâmica dos gases para estimar a massa específica dos gases produzidos na combustão. Basicamente, precisamos relacionar a massa de combustível e ar consumidos com a velocidade dos produtos de combustão e a área de descarga da turbina.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as massas consumidas:
- Consumo de combustível:
- Consumo de ar:
A massa total de entrada na turbina é a soma dessas duas:
Passo 3
Agora, vamos considerar a velocidade média dos produtos de combustão:
E a área da seção de descarga:
A massa específica (
) é a massa por unidade de volume. Para encontrar
, precisamos relacionar a massa total com o volume que passa pela área da turbina.
Passo 4
A relação entre massa, densidade e volume é dada por:
Vamos substituir os valores:
Passo 5
Calculando o denominador:
Agora, dividimos a massa total por esse valor:
Resposta
A massa específica média dos gases produzidos na combustão é aproximadamente
.