Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 25
Uma tubulação é utilizada para transportar de a e . Uma válvula da tubulação é fechada e passa a provocar uma queda de pressão de no escoamento. Admitindo que o escoamento seja isotérmico, determine os valores das velocidades médias do escoamento a montante e a jusante da válvula.
Passo 1
Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.
O exercício nos pede para determinar as velocidades de entrada (a montante) e saída (a jusante), a partir dos dados do enunciado.
Bom... Temos a seguinte equação que nos dá a velocidade em um escoamento:
Onde:
A taxa de fluxo é de . Então precisamos descobrir os volumes específicos na entrada e na saída da tubulação e calcular a área da seção da tubulação para descobrir as velocidades de entrada e saída.
A área é dada por:
Passo 2
Analisando a entrada, o enunciado nos diz que estamos trabalhando com a e .
Podemos utilizar a equação do gás ideal para encontrar o volume específico na entrada. Temos que:
Onde:
Portanto:
Passo 3
Podemos realizar o mesmo procedimento do passo anterior para encontrar o volume específico na saída. Lembrando que na saída, temos uma queda de pressão de , ou seja, a pressão na saída é de . Temos que:
Onde:
Portanto:
Passo 4
Como encontramos os volumes específicos na entrada e saída da caldeira, podemos encontrar as respectivas velocidades de escoamento. Vamos lá!
Para a entrada:
A velocidade de escoamento a montante será:
Para a saída:
A velocidade de escoamento a jusante será: