Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 17.Problemas - Ex. 109
O ar é aquecido à medida que escoa através de um ducto quadrado de polegadas, com atrito desprezível. Na entrada, o ar está a . Determine a taxa à qual calor deve ser transferido para o ar para estrangular o fluxo na saída do duto e a variação de entropia do ar durante esse processo.
Passo 1
Primeiro de tudo, façamos as seguintes considerações que nos serão válidas para a resolução do problema, são elas:
- As suposições associadas ao fluxo de Rayleigh são válidas.
- O fluxo é de estrangulamento na saída do duto.
- A vazão mássica permanece constante.
Além disso temos as seguintes constantes que nos auxiliarão na resolução do problema
Pois bem, podemos encontrar a densidade de entrada e o fluxo de massa que são
Temos que a temperatura de estagnação e o número Mach na entrada são
Passo 2
Com as informações acima podemos usar as funções de fluxo Rayleigh correspondentes aos números Mach de entrada e saída são (Tabela A-34):
A temperatura de saída, pressão e temperatura de estagnação são determinadas como
Por fim, temos que a taxa de transferência de calor e a mudança de entropia tornam-se