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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 119

A turbina para um novo motor a jato foi projetado para condições de entrada de 1100 kPa e 925°C, recebendo 250 Kg/s a velocidade de 500 rpm e condições de saída de 550 kPa e 730°C. Se a altitude e o combustível do motor forem mudados de modo que as condições de entrada agora sejam de 965 kPa e 870°C, calcule os novos valores da velocidade de operação e da vazão mássica, considerando condições de saída similares, inclusive a eficiência.

Passo 1

Tá legal! Para resolver esse exercício vamos utilizar o seguinte grupo adimensional que foi apresentado nessa seção:

η = f m ˙ T 1 p 1 , N T 1

Passo 2

Dessa forma, pegando o adimensional:

N T 1

E, comparando entre os casos de projeto (condição de projeto dada) e de operação, na entrada da turbina (ponto 1), temos:

N p 1 T p 1 = N o 1 T o 1

Então, substituindo os valores conhecidos na equação anterior, temos:

500 925 = N o 1 870 → N o 1 = 484,9   r p m

Passo 3

Agora para encontrar a vazão mássica da condição de operação, vamos utilizar o outro adimensional:

m ˙ T 1 p 1

Então, comparando condição de projeto e de operação na entrada, temos:

m ˙ o 1 T o 1 p o 1 = m ˙ p 1 T p 1 p p 1

Substituindo os valores conhecidos, temos:

m ˙ o 1 870 965 . 10 3 = 250 925 1100 . 10 3 → m ˙ o 1 = 225,5   k g / s

Resposta

N o 1 = 484,9   r p m

m ˙ o 1 = 225,5   k g / s

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