Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 36

A Fig. P6.36 mostra o esquema de um difusor isolado que é alimentado com um escoamento de ar que apresenta velocidade de 200 m/s, 7 = 300 K e p= 100 kPa. As áreas das seções transversais de alimentação e descarga são, respectivamente, iguais a 100 e 860 mm. Sabendo que o ar deixa o difusor com uma velocidade de 20 m/s, determine a pressão e a temperatura do ar na seção de descarga do equipamento.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Aplicando o balanço de energia, temos que:

h 1 + 1 2 V 1 2 + g Z 1 = h 2 + 1 2 V 2 2 + g Z 2

Onde:

  • h = e n t a l p i a   e s p e c í f i c a   n o   p o n t o .
  • V = v e l o c i d a d e   d e   e s c o a m e n t o   n o   p o n t o .
  • Z = c o t a   d e   a l t u r a   d o   f l u i d o   n o   p o n t o .
  • g = a c e l e r a ç ã o   d a   g r a v i d a d e .

Consideremos a mesma conta, logo Z 1 = Z 2 . Outro rearranjo que pode ser feito é considerar o fluido como um gás ideal e escoamento adiabático. Podemos dizer que:

h 1 + 1 2 V 1 2 = h 2 + 1 2 V 2 2

h 2 - h 1 = 1 2 V 1 2 - 1 2 V 2 2

C p T 2 - T 1 = 1 2 V 1 2 - V 2 2

Substituindo os dados, temos que:

1,004 ⋅ 10 3 T 2 - 300 = 1 2 200 2 - 20 2

T 2 = 319,12   K

Passo 2

Considerando a equação da continuidade, temos que:

A 1 V 1 v 1 = A 2 V 2 v 2

v 2 = A 2 V 2 A 1 V 1 v 1

Substituindo as áreas e velocidades, temos que:

v 2 = 860 ⋅ 20 100 ⋅ 200 v 1

v 2 = 0,86   v 1

A partir da equação do gás ideal, temos que:

P 1 v 1 T 1 = P 2 v 2 T 2

P 2 = P 1 v 1 T 1 ⋅ T 2 v 2

P 2 = 100 ⋅ v 1 ⋅ 319,72 300 ⋅ 0,86 v 1

A pressão na saída será:

P 2 = 123,922   k P a

Resposta

T 2 = 319,12   K

P 2 = 123,922   k P a

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Ar escoa de um reservatório a 20oC e 500 kPa por um duto e forma um choque normal a jusante de uma garganta de 10 cm2 de área. Por uma casual coincidência, verifica-se que a pressão de estagnação a ju
No Problema 9.65, qual seria a indicação h no manômetro de mercúrio se o bocal estivesse operando exatamente nas condições de projeto supersônico?
Ar, nas condições de estagnação de 450 K e 250 kPa, escoa através de um bocal. Na seção 1, em que a área é 15 cm2, há uma onda de choque normal. Se a vazão em massa é 0,4 kg/s, calcule (a) o número de
Ar escoa em regime permanente de um reservatório a 20oC por um bocal com 20 cm2 de área de saída e atinge uma placa vertical, como na Figura P9.53. O escoamento é subsônico em todos os pontos. Uma for
Um bocal convergente-divergente descarrega suavemente na atmosfera padrão ao nível do mar. Ele é abastecido por um tanque de 40 m3 inicialmente a 800 kPa e 100oC. Admitindo escoamento isentrópico no b