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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 31

O bocal de descarga de um motor a jato é alimentado com ar a 1200   K e 150   k P a . A pressão na seção de descarga do bocal é 80   k P a e o escoamento no bocal pode ser modelado como adiabático e reversível. Desprezando a energia cinética do fluido na seção de alimentação do bocal, determine a velocidade do escoamento na seção de descarga do bocal. Considere que o calor específico do ar é constante e igual aquele referente a 300   K .

Passo 1

E ai galera! Vem comigo pra resolvermos essa questão!

Começamos o problema analisando os estágios do processo:

Inicio:

p 1 = 150   k P a

T 1 = 1200   K

Final:

p 2 = 80   k P a

Temos um processo adiabático e reversível, ou seja, isentrópico, assim:

s 1 = s 2

Passo 2

Como temos um processo isentrópico e um gás ideal, podemos utilizar a equação para gases ideais a fim de calcular a temperatura de descarga:

T 2 T 1 = p 2 p 1 k - 1 k

Pela Tabela A.5, para o ar ( 300   K ) , temos:

c p = 1,004   k J / k g ⋅ K ;

k = 1,4 .

Substituindo os dados:

T 2 1200 = 80 150 1,4 - 1 1,4

T 2 = 1002,7   K

Passo 3

Calculando a velocidade de descarga:

h 1 - h 2 = V 2 2 2

Sendo:

h 1 - h 2 = c p T 1 - T 2

Temos:

c p T 1 - T 2 = V 2 2 2

Substituindo os dados:

1004 ⋅ 1200 - 1002,7 = V 2 2 2

V 2 = 629,4   m / s

Viu, foi fácil né?

Até a próxima questão!

Resposta

V 2 = 629,4   m / s

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