Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 30
Inicialmente ura gás a uma velocidade subsônica entra em um duto divergente adiabático. Discuta o modo como isso afeta (a) a velocidade, (b) a temperatura, (c) a pressão e (d) a
massa específica do fluido.
Passo 1
Um duto divergente tem esse formato aqui:
Quando um gás com velocidade subsônica entra em um bocal divergente a velocidade tende a diminuir!
Vamos considerar o escoamento um escoamento permantente e o gás como um gás ideal!
Em um escoamento permante, quando a velocidade diminui, a pressão aumenta!
além disso se a velocidade esta diminuindo parte da energia cinética que ia se dissipar com a velocidade do fluido tem que ir para outro lugar, certo?!
Nesse caso ela se dissipa como energia térmica e a temperatura aumenta!
Pois bem, até agora sabemos que a velocidade diminui, mas a pressão e a temperatura aumentam! E a massa específica?
Temos essa relação aqui entre e :
Não podemos levar ela completamente ao pé da letra, porque é a massa específica do gás parado, e até onde a gente sabe o nosso gás apenas diminuiu a velocidade!
Porém ainda assim essa expressão da pra a gente uma idéia do comportamento da massa específica com a diminuição da velocidade.
Sabendo que a temperatura aumenrou, então , logo
Então temos a diminuição da velocidade e o aumento da pressão, da temperatura e da massa específica!
Resposta
(a) a velocidade diminui;
(b) a temperatura aumenta;
(c) a pressão aumenta;
(d) A massa específica do fluido aumenta.