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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 49

13.49 Na condição de projeto do sistema do Problema 13.46, o número de Mach na saída é  M e   =   2,0 .  Determine a pressão no tanque do Problema 13.46 (mantendo a temperatura constante) para essa condição. Qual é a vazão? Qual é a área da garganta?

Passo 1

Levanto em consideração os dados da questão 13.46 e adotando p s = p a t m = 101   k P a , vamos calcular a pressão inicial no tanque:

P 0 P s = 1 + k - 1 2 M s 2 k k - 1

P 0 = 795   k P a

Passo 2

Sendo assim, agora vamos calcular a área na garganta:

A s A * = 1 M s 1 + k - 1 2 M s ² k + 1 2 k + 1 2 . k - 1

Sendo A * = A g =   0,0150622   m 2 = 150,6   c m ²

Passo 3

Por fim, sua vazão mássica será:

m ˙ = A g p 0 k R T 0   ⁡ 2 k + 1 k + 1 2 . ( k - 1 )

m ˙ =   0,69 4   k g / s

Resposta

m ˙ =   0,69 4   k g / s

A g =   0,0150622   m 2

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