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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 127

Um bocal convergente­divergente descarrega ar no interior de um tubo termicamente isolado com área A   =   645   m m ² . Na entrada do tubo, p   =   127   k P a , T   =   38 º C , e M   =   2,0 . Para escoamento sem choque com um número de Mach igual a 1,0, calcule a temperatura de saída, a força líquida do fluido sobre o tubo, e a variação de entropia.

Passo 1

Fala aí, galera. Vamos para mais um problema de mecânica dos fluidos. Primeiramente, sabemos que:

F s = p 1 A - p 2 A + R x = m r a z ã o V 2 - V 1

T 0 T = 1 + k - 1 2 M 2

∆ s = c p ln ⁡ T 2 T 1 - R ln ⁡ p 2 p 1

Assumindo um fluxo isentrópico no bico:

T 0 T 1 T 2 T 0 = 1 + k - 1 2 M 1 2 1 + k - 1 2 M 2 2

T 2 = T 1   1 + k - 1 2 M 1 2 1 + k - 1 2 M 2 2

T 2 = 380 º F

Logo:

R x = p 2 - p 1 A + m r a z ã o V 2 - V 1

R x = 6 N

Finalmente:

∆ s = c p ln ⁡ T 2 T 1 - R a r ln ⁡ p 2 p 1

∆ s = 37,85 J

Resposta

T 2 = 380 º F

R x = 6 N

∆ s = 37,85 J

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