Exercicío termodinamica fluidos compressíveis

Luiz XXXXXX

Termoflu

Enunciado:

Objetivos: Selecionar gases com valores de k’s diferentes para o estudo da compressibilidade. Calcular o coeficiente de pressão para os gases escolhidos com o valor de M=3. Traçar um gráfico do coeficiente de pressão. Identificar os números de Mach que dão erros de 1%, 2%, 3% e 10% para os gases escolhidos.

Desenvolvimento e Resultados: (a) Escolha dos Gases: k | Gás | 1,044 | N-Octano | 1,145 | Etanol | 1,227 | Metanol | 1,3 | Amônia / Metano / CO2 | 1,4 | CO / Ar / Hidrogênio / Oxigênio | 1,67 | Argônio / Neônio | | | (b) Coeficientes de Pressão para M=3:

(1) Equação de Bernoulli:

(2) Equação de Bernoulli corrigida pelos efeitos de compressibilidade:

(3) Coeficiente de Pressão:

Juntando as equações (2) e (3) temos que: (4)

Portanto, a partir dos valores de k dos gases e do valor de M pedido podemos achar os valores do coeficiente de pressão para os gases a seguir:

* N-Octano: Cp= 6.4765; * Etanol: Cp= 6.1356; * Metanol: Cp= 5.8589; * Amônia / Metano / CO2: Cp= 5.6125; * CO / Ar / Hidrogênio / Oxigênio: Cp= 5.2750; * Argônio / Neônio: Cp=4.3638;

(c) Gráfico do Coeficiente de Pressão (p/ k=1.4);

P = (Número de Mach; Coeficiente de Pressão);

P1=(1; 1.275);

P2=(2; 2.4);

P3=(3; 5.275);

P4=(4;11.4);

P5=(5;22.875);

Valores de M para erros de 1%, 2%, 3% e 10%.

Os erros da equação de Bernoulli são reparados pelo coeficiente de pressão. Portanto, para encontrarmos os valores de M que queremos basta fazer com que o coeficiente de pressão seja igual ao erro que procuramos.

Utilizando a equação acima e valores de “Erro” iguais a 1,01 ; 1,02 ; 1;03 e 1,1 encontramos os seguintes valores:

* N-Octano: * Erro de 1%; M=0,1994; * Erro de 2%; M=0,2811; * Erro de 3%; M=0,3432; * Erro de 10%; M=0,6143;

* Etanol: * Erro de 1%; M=0,1994; * Erro de 2%; M=0,2813;