Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 141
O funcionamento do motor turbofan em uma aeronave voando a 200 m/s a uma altitude em que o ar está a 50 kPa e 20 °C deve produzir 50.000 N de empuxo. O diâmetro da entrada desse motor é de 2,5 m; a razão de pressão do compressor é 12; e a razão entre os fluxos de massa é 8. Determine a temperatura do ar na saída do ventilador necessária para produzir essa pressão. Considere um funcionamento ideal para todos os componentes e calores específicos constantes à temperatura ambiente.
Passo 1
Vamos assumir que:
Existem condições operacionais estáveis.
As premissas do padrão aéreo são aplicáveis.
O ar é um gás ideal com aquecimentos específicos constantes à temperatura ambiente.
A saída de trabalho da turbina é igual à entrada de trabalho do compressor.
Sabemos que as propriedades do ar à temperatura ambiente são
A vazão mássica total é
E
Passo 2
Vamos então analisar nossa figura:
A taxa de fluxo de massa através do ventilador é:
Para produzir a força de impulso específica, a velocidade na saída do ventilador será
E o balanço de energia é: