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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Munson, Mecânica dos Fluidos- Ed: 4º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 11

A turbina de um avião consome 0,34   k g / s de combustível e 29,5   k g / s de ar quando opera na condição de cruzeiro. A velocidade média dos produtos de combustão em relação à turbina é igual a 457   m / s . Estime a massa específica média dos produtos de combustão sabendo que a área da seção de descarga da turbina é igual a 0,325   m 2 .

Passo 1

Bom! Mais uma aí, galera!

Vimos na teoria que para um fluido em fluxo constante e permanente o que entra tem que ser igual ao que sai.

Assim a massa que entra é igual a tudo que sai:

m ˙ e n t r a d a = m ˙ s a í d a

Passo 2

A gente sabe que a turbina do avião consome 0,34   k g / s de combustível e 29,5   k g / s de ar quando opera na condição de cruzeiro.

Ora bolas! Se consome, é pq temos um m ˙ s a í d a aí!

E esse m ˙ s a í d a é dado por...

m ˙ s a í d a = 0,34   k g / s + 29,5   k g / s

m ˙ s a í d a = 29,84   k g / s

E o que nós precisamos obter é a massa específica média dos produtos de combustão, para então, montar uma equação com entradas e saídas, certo?

Basicamente, uma vez que produtos estão entrando para combustão, temos que:

m ˙ e n t r a d a = m ˙ s a í d a

m ˙ e n t r a d a = 29,84   k g / s

Como m ˙ e n t r a d a é dado por...

m ˙ e n t r a d a = ρ V A

Passo 3

Então, uma vez que...

V = 457   m / s

A = 0,325   m 2

Temos que, isolando ρ ...

ρ = 29,84 457 ⋅ 0,325

ρ = 0,201   k g / m 3

Obtemos nossa resposta!

Sucesso, rapaziada!

Resposta

ρ = 0,201   k g / m 3