Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 17.Problemas - Ex. 149
O ar é aquecido à medida que escoa de modo subsônico através de um duto quadrado de . As propriedades do ar na entrada (, e ) são mantidas constantes durante todo o tempo. Desprezando as perdas por atrito, determine a mais alta taxa de transferência de calor para o ar no duto, sem afetar as condições de entrada.
Passo 1
Fala aí! Vamos fazer uma questão pra aprimorar nossos conhecimentos? Vamos lá!
Bom, começando visitando a tabela A-2a pra gente pegar as propriedades do ar:
Belezinha?
Nosso enunciado quer a taxa de resfriamento do ar para o duto, vamos encontrar ela pela equação:
Só falta a gente encontrar a vazão mássica do ar e as temperaturas, e , que conseguimos resolver essa questão! Então vamos nessa!
Passo 2
A vazão mássica podemos achar assim:
Opa! Precisamos encontrar todos esses termos aí… Vamos começar pelo , beleza?
Passo 3
Agora precisamos encontrar a velocidade :
Esse aí a gente consegue encontrar assim:
Show de bola!
Nossa velocidade será:
Agora podemos calcular a , ela será:
Show! Agora só precisamos encontrar as temperaturas e terminamos!!
Passo 4
Vamos encontrar nosso , show?
Beleza pura!
Agora para achar vamos precisar usar uma relação com o número de Mach, que diz que, se o , a partir disso, podemos fazer o seguinte:
E através dessa nossa descoberta, podemos calcular o da seguinte forma:
Perfeito!! Agora simmm! Partiu achar nosso resultado:
Acabamos!! Uhulll!