Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Brunetti - Mecânica dos Fluidos - Ed: 2º - Capítulo 12.Exercício - Ex. 22
Um bocal convergente/divergente de seção circular tem a montante um reservatório de grandes dimensões onde o ar tem e . Sabendo que o escoamento é isoentrópico e bloqueado e dados e , determinar:
- A pressão, a temperatura e a massa específica na garganta;
- O diâmetro da garganta para que a vazão em massa seja
- A temperatura e a velocidade na saída do divergente, sabendo que a pressão é
- A área da seção de saída
Passo 1
Se o escoamento na garganta é bloqueado então:
Com os dados da tabela 1 encontramos:
E podemos calcular a massa específica pela lei dos gases:
Passo 2
Primeiro calculamos a velocidade do escoamento na garganta
Agora aplicamos a equação da vazão mássica
Como a seção é perfeitamente circular, podemos determinar o diâmetro:
Passo 3
Primeiro relacionamos a pressão de estagnação e a pressão na saída:
Com os dados da tabela 1 temos:
E podemos calcular a velocidade de saída:
Passo 4
Primeiro precisamos determinar a densidade do fluxo de saída. Pela equação dos gases temos:
Utilizando a equação da vazão mássica determinamos a área: