Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 76
Ar escoa em um duto isolado termicamente. No ponto 1, as condições são = 0,1, = 20°C e = 1,0 MPa (absoluta). A jusante, no ponto 1 , por causa do atrito, as propriedades são = 0,7, = –5,62°C e = 136,5 kPa (absoluta). (Quatro algarismos significativos são dados a fim de minimizar erros de arredondamento.) Compare as temperaturas de estagnação nos pontos 1 e 2, e explique o resultado. Calcule as pressões de estagnação nos pontos 1 e 2. Como você explica o fato de que a velocidade aumenta para este escoamento com atrito? Esse processo poderia ser isentrópico, ou não? Justifique sua resposta, calculando a variação na entropia entre os pontos 1 e 2. Marque os pontos de estado estático e de estagnação em um diagrama Ts.
Passo 1
Oi pessoal, tudo bem ?
Primeiro, vamos relembrar as equações de estagnação pela razão de pressão e temperatura isentrópica:
Consideremos:
Obs: Propriedades do ar (Tabela A.6). ;
Passo 2
A pressão de estagnação pode ser calculada:
Para a temperatura de estagnação:
Devido à temperatura de estagnação ser igual, o processo é adiabático.
Passo 3
A alteração da entropia se dá por:
Note que:
Então:
Resposta
Embora exista atrito, sugerir que o fluxo deve desacelerar, porque a pressão estática cai tanto, o efeito líquido é a aceleração do fluxo!A entropia aumenta porque o processo é adiabático, mas irreversível (há atrito).