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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 1.Problemas - Ex. 24

Air, assumed to be an ideal gas with k 5 1.40, flows isentropically through a nozzle. At section 1, conditions are sea

level standard (see Table A.6). At section 2, the temperature is 2508C. Estimate (a) the pressure, and (b) the density of the air at section 2.

Passo 1

Saaaalve, tranquilo? Vamos lá resolver mais uma questão juntos?! 😊

Os dados são os seguintes:

Da tabela de propriedades da atmosfera à nível do mar: z = 0   m

Temperatura na seção 1: T 1 = 288,16   K

Pressão na seção 1: p 1 = 101350   P a

Densidade na seção 1: ρ 1 = 1,2255   k g / m 3

Razão do calor específico: k = 1,40

Temperatura na seção 2: T 2 = - 50 ° C = 223   K

Passo 2

a) Como o processo é isentrópico:

P 2 P 1 = T 2 T 1 k / k - 1

→ P 2 = P 1 T 2 T 1 k / k - 1

Substituindo valores:

P 2 = 101350 223 228,16 1,4 / 1,4 - 1

∴ P 2 = 41,321   k P a

Passo 3

b) Para a lei de gás ideal, a densidade na seção 2 pode ser calculada como

ρ 2 = P 2 R T 2

Onde R = 287   m 2 / s 2 ⋅ K para ar úmido

ρ 2 = 41321 287 ⋅ 223

∴ ρ 2 = 0,646   k g / m 3

Resposta

a) P 2 = 41,321   k P a

b) ρ 2 = 0,646   k g / m 3

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