Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 31
Um bocal é alimentado com vapor d’água, a e , e descarrega o fluido a e . Admitindo que a energia cinética do escoamento na seção de alimentação do bocal é pequena e que o processo é adiabático, determine a velocidade na seção de descarga do bocal e a área da seção de descarga do bocal.
Passo 1
Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.
Temos uma seção de entrada e uma de saída. Para os elementos da seção de entrada, representaremos pelo índice . Os elementos da seção de saída, pelo índice . Vamos então organizar os dados do enunciado!
Temos, para a entrada:
Para a seção de saída:
A partir da tabela de vapor de água superaquecida, para estes estados, temos que suas entalpias específicas valem:
Passo 2
A partir da equação de balanço de energia, temos que:
Como a velocidade na entrada é desprezível, consideraremos , logo:
É importante que ao realizar este cálculo a unidade da raiz esteja em para quando resolvida, termos o valor direto em .
A velocidade de saída do escoamento será de:
Passo 3
A área é dada por:
Para a seção de descarga, temos que:
E:
Logo:
Ou: