Methane is stored in a tank at 120 kPa and 330 K. It discharges to a second tank through a converging nozzle
whose exit area is 5 cm2. What is the initial mass flow
rate if the second tank has a pressure of (a) 70 kPa or
(b) 40 kPa?
Passo 1
Saaaalve, tranquilo? Vamos lá resolver mais uma questão juntos?! 😊
Considere a tabela A-4, para metano,
Calcule a pressão.
Aqui, é a constante e é a pressão.
Pois o caso é maior que , não engasgado. Para o caso menor que , ele está engasgado.
Passo 2
Calcule a vazão mássica inicial se o segundo tanque tiver uma pressão de Calcule a relação de pressão.
Substituindo valores
Escreva a equação para calcular a taxa de fluxo de massa.
Aqui, é a área de saída, é a temperatura, e é a taxa de fluxo de massa.
Assim, a taxa de fluxo de massa inicial se o segundo tanque tiver uma pressão de é .
Passo 3
b) Calcule a taxa de fluxo mássico inicial se o segundo tanque tiver uma pressão de .
Com o tanque, o fluxo sai em e o fluxo de massa é máximo. Escreva a equação para calcular a taxa de fluxo de massa.
Substituindo valores
Assim, a taxa de fluxo de massa inicial se o segundo tanque tiver uma pressão de é . No momento em que perto de Mach número 1, no caso , o fluxo de massa se nivelou perto do máximo.
Resposta
a)
b)