Ar entra em um tubo de 32 cm de diâmetro de forma constante a
com velocidade de
. O ar é aquecido através do tubo e sai a
. Qual é a vazão volumétrica do ar na entrada, a vazão mássica de ar e a velocidade e a vazão volumétrica na saída?
Passo 1
O enunciado dá um tubo de diâmetro interno
por onde o ar escoa em regime estacionário. Na entrada,
,
e
. Na saída,
e
. Pedem-se: vazão volumétrica de entrada
, vazão mássica
, velocidade de saída
e vazão volumétrica de saída
. Para isso, vamos usar a conservação de massa em escoamento estacionário
e a equação de gás ideal
, com
.
Passo 2
Calcular a área da seção transversal do tubo:
Passo 3
Determinar a densidade na entrada usando gás ideal. Convertendo
para Kelvin:
Passo 4
Calcular a vazão volumétrica de entrada
e a vazão mássica
:
Passo 5
Determinar a densidade na saída. Convertendo
para Kelvin:
Passo 6
Obter a velocidade de saída
pela conservação de massa
:
Passo 7
Finalmente, a vazão volumétrica de saída é