Gás hélio a 810°R (176,8°C), 45 lbf/ (310,3 kPa) e uma velocidade de 10 ft/s (3,0 m/s) entra em um bocal isolado operando em regime permanente e é descarregado a 670 °R (99,1 °C) e 25 lbf/ (172,4 kPa). Modelando o hélio como gás ideal com determine (a) a velocidade na saída do bocal, em ft/s, (b) a eficiência isentrópica do bocal e (c) a taxa de geração de entropia no interior do bocal, em Btu/°R por lb de hélio em escoamento.
Passo 1
Simbora lá!
Do balanço de energia chegaremos em:
Sendo,
Com , teremos:
Assim, substituindo nossos dados na expressão que encontramos para a velocidade na saída, teremos:
Passo 2
A eficiência do bocal é dada por:
Temos a seguinte relação,
Substituindo, teremos:
Da relação de velocidade,
Substituindo, encontraremos
Logo, a eficiência será:
Passo 3
Belê, bora de balanço de entropia, realizando-o, teremos:
Substituindo,
Resposta
- 2945,19 ft/s
- 82,2%
- 0,0569 Btu/lb°R