Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 76
Um jato d'água a alta velocidade é utilizado como elemento cortante numa máquina. Admita que a velocidade do jato e o diâmetro do jato são iguais a . A temperatura da água na seção de descarga do jato é . Qual é a vazão em massa nesse jato? Sabendo que a bomba que promove o escoamento é alimentada com água a , determine a potência necessária para acionar a bomba.
Passo 1
Opa, tudo bem?
Queremos a vazão mássica e a potência de bomba. Vamos usar a equação da continuidade e de balanço de energia para descobrir estas informações.
A área do escoamento é dada por:
Calculando, temos que:
O volume especifico para o estado é tabelado, e vale:
Logo:
Passo 2
Aplicando a análise da equação da energia:
Podemos aproximar a entalpia para:
A velocidade inicial é nula e a altura de entrada é igual a de saída, portanto:
Logo:
Calculando, temos que:
A potência será:
O sinal negativo indica que a energia é consumida pela bomba.