Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 177
Considere o escoamento permanente em um combustor onde energia térmica é adicionada pela queima de combustível. Despreze o atrito. Considere que as propriedades termodinâmicas sejam constantes e iguais àquelas do ar puro. Calcule a temperatura de estagnação e o número de Mach na saída do queimador. Avalie a adição de calor por unidade de massa e a taxa de transferência de calor. Expresse a taxa de adição de calor como uma fração da taxa máxima de adição de calor possível com esse número de Mach de entrada.
Passo 1
Oi pessoal, tudo bem?
Do problema, sabemos que:
Obs: Propriedades do ar: .
Passo 2
Bem, analisemos primeiramente o estado inicial:
O pode ser encontrado pela relação:
E, podemos também calcular a velocidade inicial:
E a vazão mássica é dada por:
Agora, da tabela E.1 (Apêndice E), podemos encontrar as relações entre as temperaturas estática e de estagnação, com base no número de Mach. Portanto, para o número de Mach , temos:
E da tabela E.3 (Apêndice E):
Passo 3
Para a seção 2, ; .
Ainda com base na tabela E.3, podemos supor o :
Então:
Passo 4
Da equação da energia, sabemos que:
Então, substituindo os valores, temos:
Devemos lembrar que:
Assim, substituindo os valores, temos:
Resposta
Portanto: