Transferencia de momento etermine la velocidad del sonido en aire a a) 300 K y 1 000 K.
Enviado por jorge zamora • 21 de Mayo de 2018 • Prácticas o problemas • 278 Palabras (2 Páginas) • 304 Visitas
Problemas
Problema 1
1) Determine la velocidad del sonido en aire a a) 300 K y 1 000 K.
b) Determine también el número de Mach de un avión que vuela a una velocidad constante de 240 m/s para ambos casos.
Suposiciones:
- El aire se comporta como gas ideal
- Se considera un sistema isotrópico
- Las propiedades se mantienen constantes, por lo tanto:
- k=1.4
- R=0.287 kJ/kg-K
Sabemos que cuando se tiene un gas ideal:
[pic 1]
Donde:
c=velocidad del sonido
k=es la razón de calores específicos
R=constante del aire
T=Temperatura en K
Sustituyendo los valores para el primer caso:
[pic 2]
Para el número de match:
[pic 3]
Donde:
Ma= Numero de match
V= velocidad
C= velocidad del sonido
Sustituyendo los valores:
[pic 4]
Sustituyendo los valores para el segundo caso:
[pic 5]
[pic 6]
Para ver como varía la velocidad del sonido y el número de match con la temperatura graficamos:
[pic 7]
Como podemos apreciar el número de match decrece conforme aumenta la temperatura y la velocidad del sonido aumenta con el aumento de temperatura.
Problema 2
2) Aire a 200 kPa, 100°C y número de Mach Ma entre (0.1-2) fluye en un ducto. Calcule la velocidad, la presión de estancamiento, la temperatura de estancamiento y la densidad de estancamiento del aire. Grafique cada parámetro en función del número de Mach.
Suposiciones:
- El aire se comporta como gas ideal
- Las propiedades se mantienen constantes, por lo tanto:
- k=1.4
- R=0.287 kJ/kg-K
Sabemos que cuando se tiene un gas ideal:
[pic 8]
Para determinar la velocidad (con match=1):
[pic 9]
Para determinar la densidad usamos la ecuación del gas ideal:
[pic 10]
Determinando las propiedades de estancamiento:
[pic 11]
[pic 12]
[pic 13]
Para ir cambiando el número de match y graficar se utiliza el software EES:
[pic 14]
[pic 15]
Como se puede ver la velocidad tiene un comportamiento lineal y la presión de estancamiento es la que mas cambios tiene conforme se aumenta el número de match.
...