Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 77
Ar é resfriado enquanto escoa sem atrito a uma taxa de 0,05 kg/s em um duto. No ponto 1, as condições são = 0,5, = 500ºC e = 500 kPa (abs). A jusante, no ponto 2, as propriedades são = 0,2, = –18,57°C e = 639,2 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:
O fato de a temperatura de estagnação (uma medida da energia total) diminuir sugere que o resfriamento está ocorrendo devido:
Passo 3
A alteração da entropia se dá por:
Resposta
; ; ; ;
A entropia diminui porque o processo é um processo de resfriamento (Q é negativo).
Portanto, se o processo é reversível, a entropia deve diminuir; se for irreversível, pode aumentar ou diminuir.