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Enunciado

Termodinâmica - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 70

Ar, na temperatura de estagnação de 100 o C , se expande isentropicamente por um bocal de 6 cm² de área de garganta e 18 cm² de área de saída. A vazão em massa tem seu valor máximo de 0,5 kg/s. Calcule a pressão para escoamento na saída (a) subsônico e (b) supersônico.

Passo 1

Bora pra mais uma!

Essas condições são “C” e “H” da figura 9.12b. Daí o fluxo de massa produz P o conforme:

m ˙ = m ˙ m a x = 0,5 k g s = 0,6847 p o A * R T o = 0,6847 p o 0,0006 287 * 373 = 0,5 → p o = 398211 P a

Passo 2

  1. Subsônico: A s a í d a A * = 18 6 = 3 ;   da tabela B, obtemos M a s = 0,1975 .

    2. Então a pressão será:

    p s = 398 1 + 0,2 M a s 2 3,5 = 388 k P a

  2. Supersônico:

A s A * = 3   d a   t a b e l a   B ,   o b t e m o s   M a s = 2,64 ,   d a í :

P s = 398 1 + 0,2 2,64 2 3,5 = 19 k P a .

Resposta

  1. 388kPa
  2. 19kPa.
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