Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 35
Você precisa estimar a velocidade de um avião hipersônico viajando com número de Mach 7 a 36.576 m. Não dispondo de uma tabela atmosférica em mãos, você se lembra que ao longo da estratosfera (altitude aproximadamente entre 10.800 e 21.600 m) a temperatura é aproximadamente constante a 217 K, e resolve considerar essa temperatura para seus cálculos. Depois, obtendo dados mais apropriados, você recalcula a velocidade. Qual foi a porcentagem de erro? Qual teria sido o erro percentual se você tivesse usado os dados ao nível do mar?
Passo 1
Oi pessoal, tudo bem?
Consideremos:
Obs: Propriedades do ar (Tabela A.6). ;
Passo 2
Sabemos que a velocidade do som:
E que a velocidade do avião depende da velocidade do som, de modo que:
Como sabemos que a temperatura equivalente a altitude dada no problema é de , temos:
Então a velocidade do avião é de:
Passo 3
Para a altitude de , o real valor da temperatura pode ser encontrado (interpolando) na tabela A.3, com o valor de .
Para o valor da velocidade do som:
Então a velocidade do avião é de:
O erro pode ser dado por:
E assumindo que a velocidade do som ao nível do mar é de , temos:
E este erro é:
Resposta
Portanto: