Enunciado
Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 38
Ar entra em um difusor operando em regime permanente, como uma pressão de (103.4 kPa), uma temperatura de 540°R (26.8 °C) e uma velocidade de 600 ft/s (182,9 m/s) e sai com uma velocidade é de 60 ft/s (18,3 m/s). A razão entre a área de saída e a área de entrada vale 8. Utilizando o modelo de gás ideal para o ar e ignorando a transferência de calor, determine a temperatura, em °R, e a pressão , em , na saída.
Passo 1
Bora galera para mais uma??
Dados fornecidos:
Pressão de entrada de ar no difusor
Temperatura de entrada de ar no difusor
Velocidade de entrada de ar no difusor
Velocidade de saída do ar no difusor
Proporção da área de saída para a área de entrada
O ar é modelado como um gás ideal
Passo 2
Apliquemos a equação de energia em estado estacionário na entrada e na saída do difusor.
Como não há transferência de trabalho,
E não há transferência de calor do ambiente do difusor,
Ao negligenciar as mudanças de energia potencia, a equação de energia acima torna-se
Portanto, a entalpia específica na saída
Passo 3
A a partir das propriedades ideais do gás da tabela de ar
Substituindo os devidos valores na nossa equação (1)
Passo 4
Das propriedades ideais do gás da tabela de ar, fica entre e . Portanto, interpolamos a fim de encontrar , então
Portanto, a temperatura na saída do difusor é de
Passo 5
Aplique a conservação de massa para operação em estado estacionário no difusor.
Substituindo
Trabalhando nessa expressão, teremos
Passo 6
Substituindo o volume específico na equação (2) usando a lei dos gases ideais , , iremos obter
Portanto, a pressão na saída do difusor é de
Resposta
Portanto, a temperatura na saída do difusor é de
Portanto, a pressão na saída do difusor é de