Enunciado

A geometria da fuselagem e a carenagem do motor próxima à entrada do motor de avião supersônico são projetadas de modo que o ar de entrada com M = 3 seja defletido de 7,5 ° , e então sofra um choque normal na entrada do motor. Se o ar de chegada está a 50   k P a , qual é a pressão do ar aspirado pelo motor? Qual seria essa pressão se o ar de chegada fosse alentecido apenas pelo choque normal?

Passo 1

Fala aí galera, bora pra mais uma questão de Mecânica dos fluidos para tirarmos aquele notão na prova. Assumindo deflexão isentrópica do fluxo, temos:

p 0 = c o n s t a n t e

p 02 = p 01

Para p 01 , temos:

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

p 01 = 1837   k P a

Logo:

p 02 =   1837   k P a

Agora, para a deflexão   , temos:

θ = 7,5 °

Para encontrarmos ω 1 , vamos utilizar a equação abaixo em funão do número de Mach M 1 . Fica assim:

ω = k + 1 k - 1 tan - 1 ⁡ k + 1 k - 1 M 2 - 1 - tan - 1 ⁡ M 2 - 1 ω 1 = 49,8 °

Com isso, temos que a Deflexão é dada por:

= ω 2 - ω 1 = ω ( M 2 ) - ω ( M 1 )

Portanto, podemos concluir que:

ω 2 = ω 1 - θ

Temos uma compressão, onde:

ω 2 = 42,3

Então, a partir de ω 2 , podemos encontrar o número de Machm temos:

M 2 = 2,64

Por fim, , para encontrarmos a pressão p 2 , vamos utilizar a equação a baixo. Fica assim:

p 2 = p 02 / ( p 02 / p 2 )    

p 2 =   86,8   k P a

Por último, a parir de M 2   e p 2 , podemos encontrar p 3 , logo:

p 3 = 690   k P a

E então, ao diminuir o fluxo de M 1 com apenas um choque normal. Temos:

p = 517   k P a

Resposta

p 3 = 690   k P a

p = 517   k P a

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