Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Termodinâmica - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 75

O sistema de duplo tanque na Figura P9.75 tem dois bocais convergentes idênticos de 645 mm² de área de garganta. O tanque 1 é muito grande, e o tanque 2 é suficientemente pequeno para que o escoamento esteja em equilíbrio permanente com o jato do tanque 1. O escoamento no bocal é isentrópico, mas a entropia varia entre 1 e 3 devido à dissipação do jato no tanque 2. Calcule a vazão em massa. (Se você desistir, a Referência 9, p. 288-290, traz uma boa discussão.)

Passo 1

Bora pra mais uma!

Sabemos da continuidade que ρ 3 V 3 = ρ 2 V 2 . Como a pressão atmosférica é baixa, podemos presumir que o segundo bico está obstruído, mas o primeiro provavelmente não. Podemos adivinhar os valores de   p 2 e comparar os valores calculados de fluxo através de cada bico:

ρ 3 V 3 = 0,6847 p 2 R T O   c o m   T = 298 K ,   c o n s t a n t e .

Supondo que p 2 = 552 k P a , daí:

P 1 P 2 = 689,5 k P a 552 k P a = 1 + 0,2 M a 1 2 3,5 → M a 1 = 0,574 .

Então ρ 1 = 7,11 k g m 3 e V 1 = 189,3 m s →   ρ 1 V 1 = 1345,9 k g m 2 s   e   ρ 3 V 3 = 1 310,22 k g m 2 s .

Agora, supomos p 2 = 559 k P a → M a 1 = 0,557 → ρ 1 V 1 = 1329,3 k g m 2 s   e   ρ 3 V 3 = 1326 k g m 2 s

Interpolando os valores obtemos: p 2 = 557,096 k P a ,   M a 1 = 0,561 .

Por fim, podemos calcular a vazão mássica, m ˙ = ρ A V = 0,854 k g s .

Resposta

0,854kg/s.

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Um bocal convergente é alimentado com nitrogênio a 200k P a e 400K . O escoamento na seção de descarga do bocal apresenta temperatura e pressão iguais a 330 K e 100k P a . Sabendo que a velocidade do
O bocal de propulsão de um motor a jato é alimentado com ar a 1000K e 200k P a . Sabendo que a velocidade do ar na seção de alimentação do bocal é 30m / s , que o ar é descarregado do bocal a 850K e 9
A Fig. P 6.32 mostra o esquema de um bocal isolado que é alimentado com vapor de amônia ( T = 20 ° C e p = 800k P a ) . A velocidade do escoamento na seção de entrada do bocal é baixa. A pressão e a v
O bocal de propulsão de um motor a jato é alimentado com ar a 1000K e 200k P a . Sabendo que a velocidade do ar na seção de alimentação do bocal é 40m / s , que o ar é descarregado do bocal a 500m / s
Um difusor é alimentado com um escoamento de gás perfeito que apresenta velocidade igual a 250m / s , T = 300K e p = 100k P a . A velocidade do escoamento na seção de descarga do difusor é 25m / s . D