Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 36
Ar a e entra em um difusor adiabatico em regime permanente com velocidade de e sai com baixa velocidade a uma pressão de . A area de saida do difusor e quatro vezes maior que a área de entrada. Determine a temperatura de saída e a velocidade de saída do ar.
Passo 1
Como ilustra na figura já temos nossas condições de entrada e saída, olhando na Tabela(A-17E)
Para obter a entalpia do ar sobe é .
Como possuímos um regime permanente e um bocal adiabático o balanço da energia total do sistema será igual na entrada e saída.
a)Tendo o bocal como um sistema de controle de volume, temos:
Devido não possuir variação interna, energia cinética, potencial, todas as energias não possuem variação. Portanto,
Logo temos:
Isolaremos para que assim olharmos na Tabela(A-17E) do livro para determinar a temperatura final.
Isolando da equação anterior, note que símbolo na engenharia significa muito menor que, portanto pode ser considerado zero.
Convertendo para unidade correta :
Bem neste momento temos um conflito, pois o gabarito estaria informando que correto seria igual , mas como percebmos caso nos executarmos as contas corretamente com os valores corretos encontraremos:
Portanto, a partir daqui, a fim de acertamos os cálculos da letra (b), seguiremos como se o valor de fosse igual o do gabarito, pois o valor de que encontramos não existe na tabela.
Provavelmente esta questão está incorreta e será corrigida em uma próxima edição do livro.
Averiguando na tabela A-17E do livro com igual do gabarito, a temperatura de saída é:
Passo 2
b) Como o fluxo de massa de entrada e saída são iguais, utilizaremos esta relação para determinarmos a velocidade de saída:
Como tabela A-17E, não possui volume específico, teremos que substituir os volumes específicos pela formula do gás ideal:
Substituindo respectivamente para cada condição de entrada e saída na nossa relação anterior temos:
Isolando temos:
Resposta
a)
b)