Enunciado
Termodinâmica - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 62
Uma explosão atômica propaga-se no ar parado a 101,35 kPa absoluta e 289 K. A pressão exatamente no interior do choque é 34,47 MPa absoluta. Admitindo-se k = 1,4, qual é a velocidade C do choque e a velocidade V exatamente no interior do choque?
Passo 1
E aí, galera, tudo bem? MecFlu pode parecer difícil, mas cola aqui que eu vou te ajudar!
Nessa questão, temos uma explosão que se propaga no ar parada a uma pressão e uma temperatura . A pressão exatamente no interior do choque é .
O enunciado nos pede então que a gente calcule a velocidade do choque e a velocidade no interior do choque.
Nos próximos passos eu vou te ensinar a calcular tudo isso, mas antes de ir pros próximos passos, devemos lembrar que para o ar o coeficiente isentrópico é e a constante do gás pro ar é
Agora sim, vem comigo pra gente matar esse problema juntos!
Passo 2
Vamos começar resolvendo a letra (a) calculando a velocidade do choque , que nada mais vi ser do que a velocidade a montante .
Pra isso, a gente vai usar , que podemos calcular utilizando a Equação 9.55, dada na página 635, pra relacionar esse número de Mach com a razão :
Substituindo na fórmula que define o número de Mach pra um escoamento:
Passo 3
Agora, pra finalizar a questão, vamo resolver a letra (b) calcular a velocidade no interior do choque.
Primeiro, precisamos calcular a velocidade a jusante , que pode ser calculada a partir da equação 9.58 apresentada na página 636:
A velocidade no interior do choque será basicamente a diferença entre a velocidade do choque e a jusante do choque?
Pronto, matamos a questão juntos!
Resposta
(a)
(b)