Os gases quentes de combustão entram no bocal de um motor turbo-jato a 260
, e
e sai a 70 kPa e
. Assumindo que o bocal seja adiabático e o ambiente está a
, determinar (a) a velocidade de saída e (b) a diminuição da exergia dos gases. Tome
e
para os gases de combustão. R.
Passo 1
Beleza, então o enunciado diz que gases de combustão entram num bocal (ou “nozzle”) com
- pressão
- temperatura
- velocidade
e saem com
O bocal é adiabático, o ambiente tá a
. Precisamos encontrar:
(a) a velocidade de saída
(b) a diminuição da exergia dos gases (por kg).
(a) a velocidade de saída
(b) a diminuição da exergia dos gases (por kg).
Matéria envolvida: termodinâmica de fluxo estacionário (equação de energia) e exergia (exergia física + cinética). Vamos usar:
-
-
- Converter temperaturas pra Kelvin
- Equação da energia:
- Exergia específica:
- Entalpia:
- Entropia:
Passo 2
Calcular
pela eq. de energia (adiabática sem trabalho):
- Converter
e pra Kelvin: - Escrever
, daí onde multiplico por 1000 pra ter Joules por kg. - Substituindo:
Passo 3
Agora a diminuição de exergia
.
- Calcular
pela relação : - Entalpia acima do ambiente:
- Entropia acima do ambiente:
- Use
e .
- Use
- Exergia por fluxo:
- Plugando tudo (fazendo os ln, etc.) dá
e .
Então
Resposta
(a)
(b) Diminuição de exergia
(b) Diminuição de exergia