Enunciado

Hélio, a T 0 = 400   K , entra em um bocal isentropicamente. Na seção 1, em que A 1 = 0,1   m 2 , um sistema de tubo de Pitot e tomada de pressão estática (ver Figura P9.25) mede a pressão de estagnação de 150 kPa e a pressão estática de 123 kPa. Calcule (a) M a 1 , (b) a vazão em massa m ˙ , (c) T 1 e (d) A * .

Passo 1

E lá vamos nessa!

Da Tabela A.4, teremos, R = 2077   J / k g K e k = 1,66 . Assim, comecemos pela letra (a), teremos:

p 0 p 1 = 150 k P a 123 k P a = 1 + 1,66 - 1 2 M a 1 2 1,66 1,66 - 1 → M a 1 = 0,50

Passo 2

Bora usar pra encontrar a temperatura, assim:

T 1 = T 0 1 + k - 1 2 M a 1 2 = 400   K 1 + 0,33 0,50 2 = 370   K

Assim,

ρ 1 = p 1 R T 1 = 123000   P a 2077 J k g K 370   K = 0,160   k g / m 3

Daí, tendo a 1 = k R T 1

V 1 = M a 1 a 1 = 0,50 1,66 2077 J k g K 370   K 1 2 = 565   m / s

Logo,

m ˙ = ρ 1 A 1 V 1 = 0,160 k g m 3 0,1   m 2 565 m s = 9,03 k g s

Passo 3

Temos que:

A 1 A * = 1 M a 1   1 + 0,33 M a 1 2 1,66 + 1 2 1 2 2,66 / ( 0,66 ) = 1,323

Assim,

A * = 0,0756   m 2

Resposta

  1. 0,50
  2. 9,03 kg/s
  3. 370 K
  4. 0,0756 m 2
Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Gás nitrogênio escoa para dentro de um bocal convergente a 200K P ae400K e a uma velocidade muito baixa. O gás escoa para fora do bocal a 100K P ae330K . Se o bocal possui isolamento térmico, determin
Uma bocal recebe 0,1 K g / s de vapor a 1 M P a e 400° C com energia cinética desprezível. A saída é a 500K P ae350° C e o escoamento é adiabático. Determine a área da seção transversal e a velocidade
A corrente no indutor do circuito da Figura P7.85 é 25 mA, no instante em que a chave é aberta. O indutor será danificado sempre que a magnitude de sua corrente for igual ou superior a 5ª. Quanto temp
Não há nenhuma energia armazenada no capacitor do circuito da Figura P7.77 quando a chave 1 se fecha em t = 0. A chave 2 fecha‑se 2,5 milissegundos mais tarde. Determine vo(t) para t $ 0.
O centelhador do circuito visto da Figura P7.86 irá centelhar (ocorrerá nele um arco elétrico) sempre que a tensão em seus terminais alcançar 30 kV. A corrente inicial no indutor é igual a zero. O val