Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 17.Problemas - Ex. 81
Ar entra em um choque normal a , e . Calcule a pressão de estagnação e o número de Mach a montante do choque, bem como a pressão, a temperatura, a velocidade, o número de Mach e a pressão de estagnação a jusante do choque.
Passo 1
Vamos lá! A questão nos afirma que o ar que flui através de um bocal sofre um choque normal. Várias propriedades devem ser calculadas antes e depois do choque.
Podemos representar a questão como
Assumindo que:
- O ar é um gás ideal com aquecimento específico constante.
- O fluxo através do bico é constante, unidimensional e isentrópico antes que o choque ocorra.
As propriedades do ar à temperatura ambiente são , , e .
Passo 2
Pronto já temos todas as informações necessárias, vamos para a análise. Desse modo temos que a temperatura de estagnação e a pressão antes do choque são
A velocidade e o número de Mach antes do choque são determinados a partir de
e
Passo 3
As propriedades do fluido após o choque (indicadas pelo subscrito 2) estão relacionadas com as propriedades anteriores ao choque através das funções listadas na Tabela A-33. Para lemos (Obtivemos os seguintes valores usando as relações analíticas na Tabela A-33.)
Então a pressão de estagnação , a pressão estática e a temperatura estática , são determinadas como sendo
A velocidade do ar após o choque pode ser determinada a partir de , onde é a velocidade do som nas condições de saída após o choque,
Note que, este problema também poderia ser resolvido utilizando as relações de fluxo compressivo e funções de choque normais. Os resultados seriam idênticos.