(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 .

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