Enunciado
Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 37
Conforme ilustrado na Fig. P4.37, ar entra no difusor de um motor a jato, operando em regime permanente, a 18 kPa, 216 K e uma velocidade de 265 m/s, todos os dados correspondendo a um voo de alta altitude. O ar escoa adiabaticamente através do difusor através do difusor e atinge a temperatura de 250 K na saída do difusor. Utilizando o modelo de gás ideal para o ar, determine a velocidade do ar na saída do difusor, em m/s.
Passo 1
E ai galerinha, animados?
Bora que bora ?
Apliquemos a equação de balanço de energia na entrada do difusor e na saída do difusor para encontrar a velocidade de saída usando a seguinte equação:
é a transferência de calor do volume de controle.
é a transferência de trabalho do volume de controle.
é a transferência de massa.
é a entalpia especifica de entrada.
é a entalpia específica de saída.
é a velocidade de entrada.
é a velocidade de saída.
é a cabeça potencial do ar na entrada.
é a cabeça potencial do ar na saída.
Uma vez que, afirma-se que o processo é adiabático, a taxa de transferência de calor torna-se zero. Mas sobre o difusor não dá ou consome nenhum trabalho. Os pontos 1 e 2 estão localizados na mesma altura. Consequentemente, a diferença de carga potencial torna-se zero.
Reformulando nossa expressão, teremos então:
(Observação : como m está multiplicando tudo, ele se cancela, por isso ele não está na expressão atual)
Passo 2
Encontraremos a entalpia do ar, na Tabela A-22”Propriedades ideais dos gases do ar” no livro texto.
Entalpia específica do ar em 216 K,
Encontraremos a entalpia do ar, na Tabela A-22”Propriedades ideais dos gases do ar” no livro texto.
Entalpia específica do ar em 250 K, .
Passo 3
Substituindo os devidos valores na equação (1), teremos:
Portanto, a velocidade de saída do ar é de
Resposta
Portanto, a velocidade de saída do ar é de .