Água líquida escoa isotermicamente a 20°C por meio de um duto com uma entrada e uma saída, operando em regime permanente. Os diâmetros de entrada e de saída do duto são, respectivamente, 0.02 m e 0.04 m. Na entrada, a velocidade é de 40 m/s e a pressão é de 1 bar. Determine a vazão mássica na saída, em kg/s, e a velocidade, em m/s.

Como o sistema está em estado estacionário, sabemos que a taxa de fluxo de massa de entrada deve ser igual á taxa de fluxo de massa de saída. Sabemos que a taxa de fluxo de massa é

Podemos relacionar

(Observação : in = entrada, out = saída)

Onde A é a área da abertura, V é a velocidade do fluido e os volumes específicos são os mesmos.

Substituiremos na equação (1) para resolver para a velocidade na saída

Portanto, a velocidade de saída do líquido é de .

Para resolvermos a vazão de massa, precisamos saber o volume específico da água líquida:

Em , , está abaixo do ponto de saturação. Portanto, é modelado como um líquido comprimido, o que nos permite aproximar o seu valor com:

a partir da tabela de água saturados

Portanto, na equação de água no sistema é

Fazendo as substituições na equação de taxa de fluxo de massa

Portanto, a taxa de fluxo de massa no sistema é de .