Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 2
Vapor escoa isentropicamente através de um bocal, em regime permanente. Em uma seção a montante, onde a velocidade é desprezível, a temperatura e a pressão são 48ºC e 62 MPa (abs). Em uma seção onde o diâmetro do bocal é 4,8 mm, a pressão do vapor é 4,1 MPa (abs). Determine a velocidade e o número de Mach nessa seção e a vazão mássica de vapor. Esboce a forma do canal.
Passo 1
Oi pessoal, tudo bem?
Foi observado um pequeno erro no enunciado. Dada a pressão e temperatura, a água não pode estar no estado de vapor superaquecido.
Então, modifiquemos os valores de pressão e temperatura em 1 para a resolução do problema.
Consideremos que a pressão e temperatura iniciais sejam:
Sabemos que:
Obs: Propriedades do vapor (Tabela A.6). .
O problema pede a velocidade, o número de Mach e a vazão mássica, sabemos que a vazão mássica e o número de Mach são dados por:
Passo 2
Sabe-se que a água se encontra em estado de vapor superaquecido. Das tabelas termodinâmicas, à , temos:
Do enunciado e dos cálculos, temos
A partir desses valores, encontramos nas tabelas a vapor que:
Então, sabendo que a velocidade é:
Passo 3
Portanto:
Para o número de Mach:
Resposta
Portanto: ; ;