Enunciado

Ar, escoando isentropicamente através de um bocal convergente, descarrega para a atmosfera. Na seção onde a pressão absoluta é 250 kPa, a temperatura é 20 °C e a velocidade do ar é 200 m/s. Determine a pressão na garganta do bocal.

Passo 1

Beleza! Vamos começar esse exercício calculando o número de Mach na primeira seção, onde teremos:

M 1 = V 1 k R T 1 = 200 1,4 286 , , 9 293 → M 1 = 0,583

Agora, para esse número de Mach, com o auxílio da tabela E.1 do apêndice E, teremos:

p p 0 = 0,7944

Então, a pressão de estagnação será:

p 0 = p 1 p p 0 = 250 0,7944 → p 0 = 314,7   k P a

Passo 2

Ainda através da tabela apresentada no passo 1, sabemos que a pressão crítica para M = 1 ocorre para:

p p 0 = 0,5283

Então, teremos:

p * = p p 0 p 0 = 0,5283 314,7 → p * = 166,26   k P a

Então, no nosso caso, como temos um escoamento subsônico em um bocal convergente, o número de Mach aumenta e a pressão diminui. Dessa forma, o número máximo de Mach na garganta é 1, e dessa forma, a pressão pressão na garganta será a pressão crítica, então teremos:

p g = 166,26   k P a

Resposta

p g = 166,26   k P a

Ver Outros Exercícios desse livro