Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 17.Problemas - Ex. 120
Repita o Prob. 17–119, considerando uma eficiência de bocal igual a .
Passo 1
Como queremos resolver o problema com alguma alteração é preciso primeiramente transcrever o problema e ele é dado por: “ O vapor de água entra em um bocal convergente-divergente a com uma velocidade desprezível e uma vazão em massa de , e sai a uma pressão de . Considerando que o escoamento através do bocal é isentrópico, determine a área de saída e o número de Mach de saída”. Nesse caso, vamos considerar que o fluxo através do bico é constante e unidimensional. Além do mais temos que as propriedades de estagnação de entrada neste caso são idênticas às propriedades de entrada, pois a velocidade de entrada é insignificante, então, . Temos para a entrada
Para a saída temos
Passo 2
Pois bem, nós temos que a entalpia do vapor no estado de saída real é determinada a partir de
Portanto, temos agora para a saída
Então a velocidade de saída é determinada a partir do equilíbrio de energia de fluxo constante com
A área de saída é determinada a partir de
Passo 3
Dessa forma, vamos ter que a velocidade do som na saída do bico é determinada a partir de
O volume específico de vapor em e as pressões logo abaixo e logo acima da pressão especificada são determinadas como . Substituindo teremos
Portanto o número de Mach para a saída será