Vapor entra em um bocal isolado, operando em regime permanente, a 500^circ C e 40 bar com uma velocidade de 100 m / s e sai a 300^circ C e 10 bar . Qual a velocidade na saída, em m/s? Resp. V2=893,3756 m / s

Passo 1

O enunciado descreve um bocal isolado em regime permanente, pelo qual o vapor de entrada, na condição de superaquecido, está a T1=500^circC, p1=40;bar e V1=100;m/s. Na saída ele está a T2=300^circC e p2=10;bar. Queremos a velocidade V2. O conteúdo é a primeira lei para escoamento permanente (equação de energia de um dispositivo isentrópico adiabático, sem troca de calor e sem trabalho ao redor), desprezando energia potencial.

Passo 2

Escrevemos a equação de energia por unidade de massa, desprezando mudanças de altura e trocas de calor ou trabalho além do fluxo cinético:
h1 + V1^22 ;=; h2 + V2^22
Dessa relação isolamos V2:
V2 ;=;raiz,V1^2 ;+; 2,(h1-h2),

Passo 3

Consultando a tabela de vapor superaquecido, obtemos as entalpias:
h1=entalpia a 500^circC,,40;barapprox 3448,6;kJ/kg,
h2=entalpia a 300^circC,,10;barapprox 3054,8;kJ/kg
A diferença de entalpia é
De<a h = h1-h2approx 3448,6 -3054,8 =393,8;kJ/kg

Passo 4

Convertendo para o SI e substituindo em V2:
V2 = raiz(100)^2 + 2,(393,8times10^3) = raiz10,000 + 787,600 = raiz797,600 approx 893,4;m/s

Resposta

A velocidade de saída é
V2approx 893,4;m/s

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