Considere o escoamento permanente unidimensional de um gás não perfeito, o vapor, em um bocal convergente. As condições de estagnação são e . O diâmetro de saída do bocal é de 2 cm. (a) Se a pressão de saída do bocal é de 70 kPa, calcule a vazão em massa e a temperatura de saída do vapor real, tanto pelas tabelas de vapor como pelo EES. (Como primeira estimativa, considere o vapor como um gás perfeito pela tabela A.4) O escoamento está bloqueado? Por que o EES é incapaz de calcular o número de Mach na saída? (b) Encontre a pressão na saída do bocal e a vazão em massa para que o escoamento de vapor fique bloqueado, usando o EES ou as tabelas de vapor.

Para um vapor real, podemos usar o EES. A lei de potência para um gás ideal é inválida, mas a equação de energia é válida. Então, temos que

Agora, use a equação da energia com a pressão conhecida na saída, ou seja:

Com

O EES vai retornar pra gente um valor de e

A solicitação específica foi feita para a temperatura de saída e a vazão mássica:

A vazão mássica então é dada por:

O EES não pode calcular o número de Mach diretamente porque não contém a velocidade do som. Entretanto, a gente pode estimar que em pela avaliação da densidade ligeiramente maior e uma pressão abaixo de com o resultado de e por consequência, temos (O mesmo para um gás ideal)

Nós somos agora desafiados a determinar a pressão de saída para qual a vazão é bloqueada, usando o EES. Em teoria, um gás ideal tem e pela equação 9.32 prediz que teremos um . Para EES, na um vapor real, usamos o mesmo procedimento para a parte (a) e reduzimos a pressão de saída gradualmente até que se atinja um valor de vazão mássica máxima. O resultado final disso, será: