Uma mistura especificada se expande através de um bico para o qual são fornecidos dados de atualização em estado estacionário. Determine a eficiência do bico isentrópico.

Passo 1

CONHECIDO:

Esquema de dados fornecidos

T 1 = 1000 K   v 1 = 5 m / s  

P 2 ∣ P 1 = 1 / 7.5   v 2 = 900 m / s  

M i s t u r a :   m f N 2 = 0.80               m f C O 2 = 0.20

Passo 2

PREMISSAS: (1) O volume de controle do chuveiro na figura está em estado estacionário, (2) Para o volume de controle, Q ˙CV = 0 e os efeitos de energia potencial são desprezíveis. (3) A mistura está de acordo com as idealizações do modelo de Dalton e a composição permanece constante

ANÁLISE – pela definição da eficiência do bico isentrópico η b o c a l = v 2 2 / 2 / v 2 s 2 / 2 = ( 2 / 2 s ) 2 em que 2 s é a velocidade final para uma expansão isentrópica

Reduzindo a massa e os saldos da taxa de energia no estado estacionário

2 i 2 2 = 1 2 2 + h 1 - h 25 = v 1 2 2 + [ m N N ⋅ h 1 - h _ 2 s n 2 N 2 ω 2 + m s c 2 ⋅ 1 h 1 - h _ 2 s c o 2 M c o ] (1)

Passo 3

onde tem devorador o entalpia na saída para uma expansão isentérica.

Considere o próximo s 2 - s 1 = 0 ⇒ m f N 2 s i - s 2 s N 2 + m f c θ 2 ∣ s 1 - s 2 s J c c 2 = 0

Ou 0.8 Σ ∘ T 2 S - 5 ∘ T 1 - R _ l n ⁡ P 2 / P 1 M N 2 N 2 + 0.2 3 ∘ 7 25 - s _ ∘ T 1 - R _ l n ⁡ P 2 ∣ e 1 M C O 2 c O 2 = 0

Com dados da tabela A23

0.8 [ S N c T 2 s - 228 ⋅ 057 + 8.314 l n ⁡ 7.5 ] 28.0 1 + 0.2 S _ C O 2 T 25 - 252.463 44.01 = 0

Solução iterativamente usando s ‾ - 0 dados da Tabela A - 23 , T 25 = 611.5 k

Retornando para Eq (1) e usando dados da tabela A23

v 25 2 2 = ( 5 m / s ) 2 2 + 0.8 ( 30,129 - 17,409 28.01 + 0.2 ( 42,764 - 42,826 ) 44.01 4 58 10 3 N ⋅ m 1 K J ∥ 1 k g m / s 2 / N

= 12.5 m 3 2 + 439,6 , 0 m s 2 ⇒ v 25 = 937.7 m / s

Por fim

n N 033 i e = 400 937.7 2 = 0.92 ( 92 % )

Passo 4

Uma solução iterativa com dados de tabela pode ser evitada usando 1T. O resultado para n "bocal" getcel usando IT está de acordo com o valor fornecido aqui.

Resposta

( 92 % )

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