Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 17.Problemas - Ex. 95
Reconsidere o Prob. 17–94. Determine o número de Mach a jusante, a pressão e a temperatura abaixo da cunha para um choque obliquo forte e número de Mach a montante de .
Passo 1
Vamos lá! A questão nos afirma que o ar que flui a um determinado número supersônico Mach sofre uma rotação de compressão (choque oblíquo) sobre uma cunha inclinada. O número de Mach, a pressão e a temperatura a jusante do choque abaixo da cunha devem ser determinadas.
Podemos representar como,
Assumindo que:
- O fluxo é constante.
- A camada limite na cunha é muito fina.
- O ar é um gás ideal com aquecimento específico constante.
A razão de calor específica do ar é .
Passo 2
Pronto já temos todas as informações necessárias, vamos para a análise. Desse modo temos que com base na Assunção n.º 2, o ângulo de deflexão é determinado a ser . Depois os dois valores do ângulo de choque oblíquo são determinados a partir de
que está implícito em . Portanto, resolvemo-lo através de uma abordagem iterativa ou com um solucionador de equações como o EES. Dá e . Então o número de Mach "normal" a montante torna-se
Passo 3
Além disso, os números normais de Mach a jusante tornam-se
A pressão e a temperatura a jusante para cada caso são determinadas como
Passo 4
O número de Mach a jusante é determinada como
Note que é supersónico e e são subsónicos. Note também o enorme aumento de temperatura e pressão através do forte choque oblíquo, e os desafios que apresentam para as naves espaciais durante a reentrada na atmosfera da Terra.