Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 142
Um simples motor a jato impulsiona uma aeronave a 240 m/s pelo ar, que está a 45 kPa e 13 °C. O diâmetro da entrada do motor é de 1,6 m, a razão de pressão do compressor é 13 e a temperatura na entrada da turbina é 557 °C. Determine a velocidade na saída do bocal desse motor e o impulso produzido. Considere um funcionamento ideal para todos os componentes e calores específicos constantes à temperatura ambiente.
Passo 1
Vamos assumir que:
Existem condições operacionais estáveis.
As premissas do padrão aéreo são aplicáveis.
O ar é um gás ideal com calores específicos constantes à temperatura ambiente.
A saída de trabalho da turbina é igual à entrada de trabalho do compressor.
Sabemos que as propriedades do ar à temperatura ambiente são
Assumimos que a aeronave está estacionária e o ar está se movendo em direção à aeronave a uma velocidade de . Idealmente, o ar deixará o difusor com uma velocidade desprezível .
Vamos fazer a análise junto com a imagem, para facilitar:
Passo 2
Para o difusor:
Para o compressor:
Para a turbina:
Para o bocal:
A taxa de fluxo de massa será:
A força de empuxo gerada é então: