Vapor entra em um bocal isolado, operando em regime permanente, a
e 40 bar com uma velocidade de
e sai a
e 10 bar . Qual a velocidade na saída, em m/s? Resp.
Passo 1
O enunciado descreve um bocal isolado em regime permanente, pelo qual o vapor de entrada, na condição de superaquecido, está a
,
e
. Na saída ele está a
e
. Queremos a velocidade
. 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:
Dessa relação isolamos
:
Passo 3
Consultando a tabela de vapor superaquecido, obtemos as entalpias:
A diferença de entalpia é
Passo 4
Convertendo para o SI e substituindo em
:
Resposta
A velocidade de saída é