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Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 1

Ar a 35   ° C e 105   k P a escoa em um duto retangular de 100 × 150   m m num sistema de aquecimento. A vazão volumétrica é igual a 0,015   m 3 / s . Qual é a velocidade do ar escoando no e qual é a vazão mássica?

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!

Nós temos que a temperatura é igual a 35   ° C , o que convertendo para Kelvin nós dá o seguinte resultado

T = 273,15 + 35 = 308,15   K

A pressão será igual a

P = 105   k P a = 105 × 10 3   P a

E também temos a área retangular

A = 100   m m × 150   m m

Convertendo para unidade de metros nós temos que

A = 100 × 10 - 3   m × 150 × 10 - 3   m = 15 × 10 - 3   m 2

Primeiro, calcule o volume específico para o ar usando o valor de R da tabela. Em seguida, calcule a taxa de fluxo de volume e a velocidade usando valores dados e calculados

Passo 2

A taxa de fluxo de massa é

m ' = d m d t = 0,015   k g   s - 1

Agora, se tratarmos o ar como um gás ideal, então da equação do gás ideal nós obtemos

P v = R T

Logo, manipulando para a parte de velocidade

v = R T P

Passo 3

Para um R = 0,287 k J k g   K , então

v = 0,287 × 10 3 × 308,15 105 × 10 3 = 0,842   m 3   k g - 1

Agora, a vazão volumétrica

V ' = m ' v = 0,015 × 0,842  

Logo, temos o seguinte resultado

V ' = 0,01263   m 3 s - 1

E com isso, a velocidade é igual a

V = V ' A = 0,01263 0,015 = 0,84   m s - 1

Resposta

V ' =   0,01263   m 3 s - 1

V = 0,84   m s - 1

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