Enunciado

Ar escoa a um número de Mach de 3,3 , com as condições estáticas de 37,78   ° C   e 137,9   k P a . Um choque oblíquo é observado a um ângulo de 45   ° relativo ao escoamento. Calcule as condições após o choque (pressão, temperatura e número de Mach). Qual é o ângulo de deflexão para o escoamento? Este é um choque fraco ou forte?

Passo 1

Fala aí galera, vamos para mais um problema de mecânica dos fluidos. Este problema nos pede o ângulo de deflexão para o escoamento e determinar a intensidade do choque. Para isso, temos que os números Mach pré-choque normais e paralelos à onda são:

M 1 n = 2,3335

M 1 t =   2,3335

Temos também que a velocidade do som a montante do choque é:

c 1 = 353,66   m / s

Portanto, a velocidade do fluxo paralelo à onda é:

V 1 t = 825   m / s

O número Mach pós-choque normal para a onda é:

M 2 n   =   0,5305

As razões de pressão e temperatura através da onda de choque são:

p 2 p 1 =   6,1858

T 2 T 1 = 1,9777

Portanto, a temperatura e a pressão pós-choque são:

p 2 = 854,94   k P a

T 2 = 342,40   ° C

Para determinarmos a intensidade do choque temos que A velocidade do som a jusante do choque é:

c 2 = 497,35   m / s

Logo, a velocidade do fluxo normal de onda é:

V 2 n =   26384,40   m / s

A velocidade do fluxo paralelo à onda é preservada pelo choque:

V 2 t = 825,25   m / s

Portanto, a velocidade do fluxo após o choque é:

V 2 = 866,40   m / s

E o número Mach é:

M 2 = 1,742

Com base no número Mach e no ângulo de choque, o ângulo de deflexão é:

θ = 27,3 °

Como o número Mach em 2 é supersônico, essa é uma onda fraca.

Resposta

p 2 = 854,94   k P a

T 2 = 342,40   ° C

M 2 = 1,742

Essa é uma onda fraca

Ver Outros Exercícios desse livro