Guía de ejercicios - Facultad de Ingeniería - UBA

Guía de ejercicios
Rev 3 Página 28
13. Análisis de una tobera convergente-divergente
76.49 Operaciones de Transferencia de
cantidad de movimiento y energía
Facultad de Ingeniería
UBA
En muchas aplicaciones, tales como turbinas de vapor, una corriente de gas comprimido se
expande a través de una tobera convergente-divergente con el fin de convertir la entalpía del gas
en energía cinética. El objetivo de la expansión es producir energía para mover la turbina.
Realice el análisis de la tobera para un caudal de 4,54 kmol/seg de aire, cuyas condiciones a la
entrada son:
Po = 10 atma, To = 312 K vo = 0 m/s
Obtenga el valor de los distintos parámetros variando la relación P1/P2 desde 1 hasta ∞ y
encuentre el valor máximo de la densidad de flujo másico.
14. Descarga de aire por tobera convergente-divergente
Un tanque que contiene aire a una temperatura de 90 °C y a una presión de 7 atm (g) descarga a
través de una tobera convergente-divergente. Sabiendo que tiene una velocidad de Mach 2 a la
salida, se pide calcular:
a) Temperatura, velocidad y densidad del aire a la salida.
b) La presión aguas abajo de la tobera (P3) a fijar para lograr la velocidad de Mach 2 justo a la
salida de la tobera, suponiendo que no existe la situación de chorro libre (no se producen ondas).
Para el cálculo de las condiciones de salida de la tobera puede utilizarse las tablas de funciones
de flujo compresible o las ecuaciones para flujo isoentrópico.