Ar é admitido em um difusor isolado operando em regime permanente a 1 bar, -3°C e 260 m/s e descarregado com uma velocidade de 130 m/s. Utilizando o modelo de gás ideal e ignorando a energia potencial, determine
(a) a temperatura do ar na descarga, em °C.
(b) a pressão de descarga máxima possível, em bar.
Passo 1
Faaaaaaala galera!!! Vamos começar mais um questãozinha massa! Sobre difusores! Bacana né?
Vamos começar organizando organizando algumas hipóteses para prosseguirmos com os cálculos:
1 – O volume de controle escolhido inclui o difusor, uma entrada de ar e uma saída de ar.
2 – O processo ocorre em regime permanente.
3 – Os efeitos da energia potencial podem ser desprezados e para o volume de controle =0 e .
4 – O ar é modelado como um gás ideal com calor específico constante.
Vamos organizar também os dados fornecidos!
Agora vamos para os cálculos!
Passo 2
Vamos começar a letra (a) fazendo o balanço energético da situação! Pela hipótese 3 ficamos com:
Ou melhor:
Temos ambas velocidades né? Mas quem é essa entalpia do estado 1? Vamos para a tabela A-22 pegar a entalpia do ar como gás ideal a 270K!
Então substituindo os dados para sabermos a entalpia no estado 2:
Olhando novamente na tabela A-22, qual a temperatura que tem como entalpia 295,46 kJ/kg?
Tranquilo até aqui né? Vamos em frente para a letra b!
Passo 3
Na letra (b) como a passagem em um turbina é um processo isentrópico podemos utilizar a equação 6.41
Mas quem são essas pressões relativas? Podemos acha-las também na tabela A-22! Tanto para o estado 1 a 270 K quanto para o estado 2 a 296 K:
Só substituir agora!
Moleza né?
Por aqui é só isso! Vamos para a próxima!
Resposta
a)
b)