(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
.
Exercícios relacionados
Um tanque cilíndrico de propano de
de diâmetro e 6 m de comprimento é inicialmente cheio com propano líquido cuja densidade é
. O reservatório é exposto ao ar ambiente a
com um coeficiente de transferência de calor de 25
. agora, uma rachadura desenvolve-se na parte superior do tanque e a pressão no seu interior cais para
, enquanto a temperatura cai para
, que é a temperatura de ebulição de propano a 1 atm . O calor de vaporização do propano é
. O propano é lentamente vaporizado como resultado da transferência de calor do ar ambiente para o reservatório e o vapor do propano escada do tanque a
através da rachadura. Assumindo que o tanque de propano está mais ou menos na mesma temperatura que o propano no seu interior em todos os momentos, determinar quanto tempo vai demorar para esvaziar o tanque de propano se o tanque é (a) não isolado e (b) isolado com 5 cm de espessura de isolante de lã de vidro
Água quente a uma temperatura media de
flui através de uma seçāo de 12 m de um tubo de ferro fundido (
), cujos diâmetros interno e externo são
e
, respectivamente. A superficie externa do tubo, cuja emissividade é 0,75 está exposta ao ar frio de
no porão, com um cocficiente de transferência de calor de
.
. O cocficiente de transferência de calor na superficie interna do tubo é de
. Tomando as paredes do porão com sendo de
, determinar a taxa de perda de calor a partir da água quente. Além disso, determinar a velocidade media da água no tubo se a temperatura da água diminui de
ao passar pelo porāo. Se colocarmos um isolante
.
, qual a espessura adequada? Explique, se necessário, faca gráfico. OBS: No processo, faca apenas uma interação. ( 2,5 ptos)
Dois reservatórios estâo ligados por três tubos de aço comercial em série com
e
e
e
. Considerando água (
s e
) com uma vazão de
, determine o desnivel (
) entre os reservatórios. Ambos os reservatórios estão abertos para a atmosfera. A saída e a entrada dos reservatórios são em aresta viva. Considere as velocidades com as quais os niveis de água dos reservatórios se deslocam pequenas o suficiente para serem irrelevantes. Considere o coeficiente de perda localizada das expansões igual a 0,04 baseado no tubo de menor diâmetro.