Enunciado

Quando a pressão e a temperatura atingem, respectivamente, 1 Mpa (abs) e 300 K, entra em funcionamento a válvula de segurança da figura, que descarrega o ar ( k = 1,4 ; R = 287   m 2 / s 2 K ) para outro reservatório, através de um bocal convergente/divergente. Determinar:

  1. Os valores de M e T na seção de saída, onde p = 100   k P a   a b s ;
  2. Os valores de M e T do jato na câmara de jusante, quando se forma uma onda de choque na seção de saída do bocal.

Passo 1

Item A)

Nessa situação a pressão da saída é: p s = 100   k P a .   Vamos utilizar as relações entre as pressões e pegar os valores correspondentes na tabela 1:

p s p 0 = 100 ⋅ 10 3 1 ⋅ 10 6 = 0,1 ⇒ T a b e l a   1 M s = 2,16 T s T 0 = 0,5173

T s T 0 = 0,5173

T s = 0,5173 ⋅ T 0

T s = 0,5173 ⋅ 300

T s = 155,19   K

Passo 2

Se a onda de choque ocorre logo no bocal de saída, então o valor à montante é o que foi calculado no passo anterior

M s = M x = 2,16

Aplicando na tabela 2 encontramos os valores à jusante:

M x = 2,16 ⇒ T a b e l a   2 M y = 0,5525 T y T x = 1,822

T y T x = 1,822

T y = 1,822 T x

T y = 1,822 ⋅ 155,19

T y = 282,76   K

Resposta

  1. M s = 2,16 ;   T s = 155,19   K
  2. M y = 0,5525 ; T y = 282,76   K
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