FT2E. Cálculo das propriedades na saída de um escoamento unidimensional com adição de calor utilizando a condição sônica

Ar entra num duto de área de seção constante com M₁=0,2, P₁=1[atm] e $T₁=273[K]. É adicionado na seção 10⁶[J/kg] de calor. Calcule as propriedades na saída da seção de aquecimento. Resolução utilizando as fórmulas da condição sônica.

Nesta aula vamos calcular as propriedades do escoamento na saída de um duto de área constante com adição de calor utlizando a condição sônica como referência. As hipóteses adotadas são:

1. escoamento unidimensional, não adiabático;
2. regime permanente
3. desprezando efeitos viscosos.

Com essas hipóteses as equações para as propriedades sônicas em escoamento de Rayleigh, que foram apresentadas na aula anterior, serão aplicadas.

Primeiramente obtém-se todas as propriedades na região de entrada, inclusive a temperatura e pressão de estagnação. Em seguida a temperatura de estagnação na saída é calculada.

Em seguida as condições sônicas são calculadas e os calores necessários para levar a entrada e a saída para a condição sônica. Esses calores permitem calcular a temperatura de estagnação na saída do escoamento.

Uma vez determinada a temperatura de estagnação na saída e sabendo a temperatura de estagnação sônica, é possível obter o Mach na saída e finalmente as demais propriedades.

A câmara de combustão de Turbojatos, Ramjet e Scramjets pode ser modelada como um escoamento unidimensional com adição de calor.