Enunciado
Operações Unitárias - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 51
Um soprador de fluxo axial fornece 1,13 m3/s de ar que entra a 20 °C e 1 atm. A passagem do escoamento tem um raio externo de 250 mm e um raio interno de 200 mm. Os ângulos das pás são a1 5 60° e b2 = 70°, e o rotor gira a 1.800 rpm. Para o primeiro estágio calcule (a) a altura de carga e (b) a potência necessária.
Passo 1
E aí, galera, tudo bem? MecFlu pode parecer difícil, mas cola aqui que eu vou te ajudar!
Nessa questão, temos um soprador de fluxo axial que fornece uma vazão de ar , com uma passagem com um raio externo com um raio interno .
Além disso, os ângulos das pás do rotor são e . O rotor gira a uma velocidade angular de eixo de .
O enunciado nos pede então pra calcular a altura de carga e a potência teórica para o problema.
Nos próximos passos eu vou te ensinar a calcular tudo isso, mas antes de ir pro Passo 2, mas antes nós temos que lembrar que a massa específica do ar a é .
Agora sim, vem comigo pra gente matar esse problema juntos!
Passo 2
Pra começar a questão, vamos calcular o raio médio da pá como sendo .
Com o raio médio podemos calcular velocidade periférica da pá, considerando a Equação 11.32 (página 786):
Além disso, podemos calcular a velocidade da pá a partir da vazão e da área da região anular da pá :
Passo 3
Agora, vamos resolver a letra (a) e calcular a altura de carga .
Pra isso, vamos usar e que acabamos de achar no Passo 2 e substitui-los na Equação 11.33 (página 786):
Passo 4
Pra finalizar a questão, vamo resolver a letra (b) e calcular a potência teórica .
Pra isso, vamos usar o valor de que calculamos no Passo 3, aplicando-a na Equação 11.3, dada na página 767:
Pronto, matamos a questão juntos!
Resposta
(a)
(b)