Alguma luz nessa questão?

Física Fenômenos de Transporte

O compressor indicado na figura abaixo é alimentado (seção 1) por uma tubulação circular a uma vazão de 0,283 m³/s de ar na condição padrão. O tanque do compressor possui um volume de 0,57 m³. O ar é descarregado do tanque através de uma tubulação circular que apresenta diâmetro igual a 30,5 mm. A velocidade e a massa específica do ar que escoa no tubo de descarga (seção 2) são iguais a 213 m/s e 1,80 kg/m³, respectivamente. (Dado: massa específica do ar na condição padrão: 1,227 kg/m³).

Determinar a taxa de variação da massa de ar contida no tanque em kg/s.

https://ibb.co/S3VfRt8

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José perguntou há 3 anos

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Professor Flávio F.
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Respondeu há 3 anos
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Olá José

 

Aqui está uma maneira de fazê-lo, mas é uma simplificação, sinceramente não cheguei a ver fenômenos de transporte, mas acredito que a ideia seja aproximadamente :

 

O fluxo pedido poderá ser encontrado através da diferença entre o fluxo de entrada e fluxo de saída R = Oe - Os

 

O fluxo de entrada podemos conseguir através das informações diretas do exercício, basta multiplicarmos a vazão de entrada (Ze) pela massa específica:

Oe=Ze . u

Oe = 0,283 . 1,227

aproximadamente Oe = 0,347 kg/s

 

Para encontrar o fluxo de saída utilizamos os outros dados, pensando pela vazão volumétrica de um sistema:

Zv = V/t  -> como foi dito que temos uma saída circular, pode-se aproximar o volume de saída por um cilindro

Zv = Ab . h/t 

Zv = Ab . v , o fluxo será a área da base, no caso do cano de saída, multiplicada pela velocidade de saída do ar

Zv = pi .(15,25.10-3)2 . 213 ,  utilizamos a área em m2

Zv = 213 . 232,56 . pi . 10-6

aproximadamente Zv = 0,1556 m3/s

Com isso podemos voltar à primeira equação que utilizamos, encontrando assim o fluxo de saída:

Os = Zv . u

Os = 0,1556 . 1,8

Os = 0,280 kg/s aproximadamente.

 

Com isso conseguimos a taxa de variação de massa no interior do recipiente:

R = 0,347 - 0,280

R = 0,067kg/s

 

Espero ter lhe ajudado

 

Att

Prof. Flávio

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