Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 173
13.173 Ar entra em um tubo de área constante e sem atrito com M1 = 2,0, T1 = 168 K, e p1 = 482,63 kPa. Uma transferência de calor ocorre conforme o ar escoa para baixo no tubo. Uma seção convergente (A2/A3 = 1,5) é colocada no final do tubo de área constante e M3 = 1,0. Considerando escoamento isentrópico (com exceção da transferência de calor através do tubo), calcule a quantidade e a direção do calor transferido.
Passo 1
Primeiramente iremos calcular a temperatura de estagnação do problema com referência a entrada:
Passo 2
Neste caso, usando a temperatura de estagnação como referência para calcular a temperatura e perda:
Passo 3
Usando a razão as áreas, para poder calcular o número de Mach no caso 2:
Resolvendo esta equação gigante, temos coo resultado:
Com isso, podemos calcuilar a temperatura T2:
Passo 4
O calor será dado pela seguinte relação:
Resposta
Como a taxa de calor está positiva, dizemos que está sendo adicionado ao escoamento