Vapor de água superaquecido é alimentado em um boval redutor adiabático a 1,2 MPa e
. O vapor é alimentado ao bocal com uma vazão de
, comparada à velocidade de saída, a velocidade de alimentação do vapor pode ser desprezada. A água deixa o bocal com uma velocidade de
e pressão de 400 Kpa . Determine a temperatura e a área de seção de saída do bocal.
Passo 1
O enunciado descreve vapor de água superaquecido que escoa por um bocal adiabático de seção variável em regime estacionário. Os dados são:
– Pressão de entrada
– Temperatura de entrada
– Vazão mássica
– Velocidade de entrada desprezível ( )
– Pressão de saída
– Velocidade de saída
Queremos determinar a temperatura de saída e a área de seção
no bocal. Para isso vamos usar a equação de energia para escoamento estacionário e tabelas de vapor.
– Pressão de entrada
– Temperatura de entrada
– Vazão mássica
– Velocidade de entrada desprezível (
– Pressão de saída
– Velocidade de saída
Queremos determinar a temperatura de saída
Passo 2
Para escoamento estacionário adiabático sem trabalho externo ou variação de energia potencial, vale
Como
, obtemos
Passo 3
Da tabela de vapor superaquecido em
e
,
A energia cinética por massa na saída é
logo
Passo 4
Consultando a tabela de vapor superaquecido em
, localizamos a temperatura que corresponde a
. Por interpolação entre as entradas de
C e
C, resulta
Passo 5
Na mesma condição de
e
, a tabela fornece o volume específico
Passo 6
Pela conservação de massa em escoamento unidimensional,
Passo 7
Substituindo
,
e
:
Resposta
Temperatura de saída:
Área de seção de saída:
Área de seção de saída: