Enunciado

Ar escoa em regime permanente através de um duto horizontal de área constante e bem isolado, cujo diâmetro é 0,25 m. Na entrada, p 1 = 2,4   b a r ,   T t = 430   K . A temperatura do ar que deixa o duto é 370 K. A vazão mássica é 600 kg/min. Determine o módulo da força líquida horizontal exercida pelas paredes do duto sobre o ar. Em que direção essa força atua?

Passo 1

Fala, galera! Bora pra mais uma questãozinha boa?

Para essa questão, assumiremos que cada componente é analisado como um volume de controle e estado estático.

O trabalho da turbina é obtido por:

W t m = - R T 1 ln ⁡ P 2 P 1 = 383,3   B t u / l b

Para o compressor, temos:

W c m = R T 3 ln ⁡ P 4 P 3 = 95,4   B t u / l b

Logo, o módulo da força será igual a:

F = W c i c l o m = W t m - W c m = 287,98   N

Como é positivo, convencionalmente atua na direção vertical.

Resposta

F = 287,98   N

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