Enunciado

Gases quentes de combustão entram no bocal de um turbopropulsor a 230   k P a , 627   ° C e 60   m / s , saindo a 70   k P a e 450   ° C . Considerando que o bocal é adiabático e que a vizinhança está a 20 ° C , determine (a) a velocidade na saída e (b) a diminuição da exergia dos gases. Considere k = 1,3   e   c p = 1,15   k J / k g ° C para os gases de combustão.

Passo 1

Os gases quentes de combustão são acelerados em um bocal adiabático. A velocidade de saída e a diminuição do esforço dos gases devem ser determinadas. As propriedades são que o calor específico de pressão constante e a razão de calor específica são dados a c p = 1.15   k J / k g . K   e   k = 1.3 . A constante de gás R é determinada a partir de

Passo 2

Analisando, (a) Só há uma entrada e uma saída, e assim m 1 = m 2 = m . Nós tomamos o bico como o sistema, que é um volume de controle. O balanço de energia para este sistema de fluxo constante pode ser expresso como

Então a velocidade de saída torna-se,

Passo 3

(b) A diminuição do esforço de combustão é simplesmente a diferença entre os valores iniciais e finais do esforço de fluxo, e é determinado como sendo,

Onde,

E,

Portanto, substituindo,

Resposta

a )   V 2 = 641   m / s

b )   D i m i n u i ç ã o   n a   e x e r g i a = 18.7   k J / k g

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