9 – 183   Um avião a turbojato voa à 900   k m / h   a uma altitude na qual a temperatura e a pressão do ar são - 35   ° C   e 40   k P a . Ar deixa o difusor a 50   k P a   com uma velocidade de 15   m / s , e os gases de combustão entram na turbina a 450   k P a   e 950   ° C . A turbina produz 500   k W de potência, que é toda usada para acionar o compressor. Considerando calores específicos variáveis e uma eficiências isentrópica de 83% para o compressor, turbina e bocal, determine ( a ) a pressão dos gases de combustão na saída da turbina, ( b ) a vazão mássica de ar pelo compressor, ( c ) a velocidade dos gases na saída do bocal e ( d ) a potência de propulsão e a eficiência de propulsão desse motor.

Respostas: ( a )   147   k P a ;   ( b )   1,76   k g / s ;   ( c )   719   m / s ;   ( d )   206   k W ,   0,156

Passo 1

O diagrama T - s é:

Para esse problema é necessário usarmos um software como o EES.

Lembrando de que, para um gás ideal, a entalpia é uma função apenas da temperatura

enquanto que a entropia é função da temperatura e da pressão.

Passo 2

( a )

Difusor, Processo 1-2:

Compressor, Processo 2-3:

Turbina, Processo 3-4:

 aqui as taxas de fluxo de ar através do compressor e da turbina são assumidas iguais.

Passo 3

( b )

A vazão mássica do ar através do compressor é:

Passo 4

( c )

No Bico, Processo 5-6:

onde a velocidade na entrada do bico é assumida como zero.

Passo 5

( d )

A potência propulsora e a eficiência propulsora são:

Resposta

a 147   k P a ;  

b 1,76 k g s ;  

c 719 m s ;  

( d )   206   k W ,   0,156

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