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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 39

Hidrogênio é expandido adiabaticamente e sem atrito de 345 kPa a 282,2ºC, e com velocidade desprezível, por meio de um bocal convergente-divergente. Qual é o número de Mach na saída?

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem?

Do problema, sabemos que:

P 0 = 345   k P a       |           T e = 555   K      

Obs: O enunciado está incompleto, uma vez que necessitaríamos da pressão logo após a expansão adiabática. Para concluirmos o problema, podemos supor que a pressão estática final foi de 69 kPa.

O coeficiente k, para a temperatura de T e = 282,2 0 C = 555   K , da tabela termodinâmica para o hidrogênio, recebe o valor de k = 1,396 .

Visto que a relação de pressão é:

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

Podemos encontrar então o número de Mach para essa condição:

M e = P 01 P 1 k - 1 k - 1 2 k - 1 1 2 = 345 * 10 6 69 * 10 3 1,4 - 1 1,4 - 1 2 1,4 - 1 1 2   →     M e = 1,70 9

Resposta

Portanto:

M = 1,709

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