Vapor d’água entra em uma tubulação de 1,6 cm de diâmetro a 80 bar e 600^circ C com uma velocidade de 150 m / s. Determine a vazão mássica, em kg/s.

Passo 1

O enunciado fornece vapor d’\água em uma tubulação de diâmetro D=1,6 cm, a pressão p=80 bar e temperatura T=600,!circ C, com velocidade de escoamento v=150 m/s. Nosso objetivo é encontrar a vazão mássica dot m. Para isso vamos:
1. Calcular a área da seção transversal.
2. Determinar a densidade rho usando a equação de estado do gás ideal.
3. Calcular dot m=rho,A,v.

Passo 2

Converter o diâmetro e calcular a área da seção transversal:
D = 1,6 cm = 0,016 m,
A = pi D^24 = pi (0,016)^24 = 2,01times10^-4 m^2

Passo 3

Converter unidades e calcular a densidade pelo gás ideal.
Pressão e temperatura em unidades SI:
p = 80 bar = 8,0times10^6 Pa, T = 600,!circ C = 873 K
Constante do vapor d’\água:
R = 0,4615 kJ/(kgcdot K) = 461,5 J/(kgcdot K)
Logo,
rho = pR,T = 8,0times10^6461,5 times 873 = 19,9 kg/m^3

Passo 4

Calcular a vazão mássica:
dot m = rho,A,v = 19,9 kg/m^3 times 2,01times10^-4 m^2 times 150 m/s = 0,60 kg/s

Resposta

A vazão mássica é 0,60 kg/s

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