Enunciado

Nitrogênio nas condições de estagnação de 724   k P a e 38 º C escoa sem atrito através de um bocal convergente­divergente bem isolado termicamente. O bocal, que possui uma razão de área da garganta para a saída de 4, descarrega supersonicamente no interior de um tubo de área constante, que possui um comprimento de atrito f L / D   =   0,355 . Determine a temperatura e a pressão na saída do tubo.

Passo 1

Fala aí, galera. Vamos para mais um problema de mecânica dos fluidos. Primeiramente, com base na proporção da área do bico, podemos encontrar o número Mach de saída do bico:

M 1 = 2,940

A pressão e a temperatura na estação 1 são, portanto:

p 1 = 21,56 k P a

T = 114 K

A temperatura crítica, pressão e comprimento máximo de atrito em 1 são:

p 1 p = 0,2255

p = 95,6 k P a

T 1 T = 0,4397

T = 259,27 K

f L 1 D = 0,51293

Com base nos comprimentos máximos e reais de atrito, o comprimento máximo de atrito na estação 2 é:

f L 2 D = 0,15793

Portanto, o número Mach de saída é:

M 2 = 1,560

f L 2 D = 0,15793

(Usamos o programa para encontrar o número Mach correto para corresponder ao comprimento de atrito) As relações críticas de pressão e temperatura na estação 2 são:

p 2 p = 0,5759

T 2 T = 0,8071

Então a temperatura e pressão de saída são:

p 2 = 55 k P a

T 2 = 209,44 K

Resposta

p 2 = 55 k P a

T 2 = 209,44 K

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