Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 17.Problemas - Ex. 136
Nitrogênio a e entra em um bocal convergente-divergente a uma velocidade desprezível e passa por um choque normal em um local no qual o número de Mach é . Calcule a pressão, a temperatura, a velocidade, o número de Mach e a pressão de estagnação a jusante do choque. Compare esses resultados com aqueles obtidos para o ar que passa por um choque normal nas mesmas condições.
Passo 1
Fala aí galera, vamos para mais um problema de Termodinâmica. Ele nos pede para calcularmos a pressão, a temperatura, a velocidade, o número de Mach e a pressão de estagnação a jusante do choque aa fim de comparar esses resultados com aqueles obtidos para o ar que passa por um choque normal nas mesmas condições. Para isso, temos:
Então, temos:
Com isso, temos que as propriedades do fluido após o choque (indicadas no subíndice 2) estão relacionadas àquelas antes do choque. Logo, para :
Em seguida, a pressão de estagnação , a pressão estática e a temperatura estática são determinadas por:
Para a pressão estática, temos:
E para a temperatura:
Passo 2
Com isso, a velocidade após o choque pode ser determinada a partir de , onde é a velocidade do som nas condições de saída após o choque, logo:
Para o ar, em condições especificadas (igual ao nitrogênio) e . Assim, a única quantidade que será diferente no caso do ar ser a velocidade após o choque normal, que passa a ser .