Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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CAPÍTULO 17
b) Puesto que el flujo es isentrópico, las propiedades en el plano de salida
pueden calcularse también utilizando datos de la tabla A-32. Para Ma 2,
se puede leer
Por lo tanto,
y
P e
P 0
0.1278
T e
T 0
0.5556
r e
r 0
0.2300 Ma t * 1.6330
P e 0.1278P 0 10.12782110 MPa2 0.1278 MPa
T e 0.5556T 0 10.555621800 K2 444.5 K
La velocidad a la salida de la tobera pudo haberse determinado también a
partir de V e Ma e c e , donde c e es la velocidad del sonido en las condiciones
de salida:
c) Dado que el flujo es estacionario, el flujo másico del fluido es el mismo en
todas las secciones de la tobera. Por lo tanto, puede calcularse utilizando las
propiedades en cualquier sección transversal de la tobera. Al aplicar las propiedades
de la garganta, se puede ver que el flujo másico es
Comentario Observe que éste es el flujo másico más alto que puede fluir a
través de la tobera para las condiciones de entrada especificadas.
A e
A*
r e 0.2300r 0 10.2300214.355 kg>m 3 2 1.002 kg/m 3
A e 1.6875A* 11.68752120 cm 2 2 33.75 cm 2
V e Ma e *c* 11.633021517.5 m>s2 845.1 m/s
1.6875
V e Ma e c e Ma e 2kRT e 2 B
11.42 10.287 kJ>kg # K21444.5 K2 a
1 000 m 2 >s 2
1 kJ>kg b
845.2 m>s
m # r*A*V* 12.761 kg>m 3 2120 10 4 m 2 21517.5 m>s2 2.86 kg/s
17-5 ■ ONDAS DE CHOQUE Y ONDAS
DE EXPANSIÓN
Se ha visto que las ondas de sonido se generan por disturbios infinitamente
pequeños de presión y que viajan a través de un medio a la velocidad del
sonido. Así también, se ha determinado que para algunos valores de la contrapresión,
se presentan, en condiciones de flujo supersónico, cambios abruptos
en las propiedades del fluido en un tramo de espesor extremadamente pequeño
de una tobera convergente-divergente, creándose una onda de choque. Es
interesante estudiar las condiciones bajo las cuales se desarrollan las ondas de
choque y cómo afectan al flujo.
Choques normales
En primer lugar, se consideran las ondas de choque que se presentan en un
plano normal a la dirección del flujo, llamadas ondas de choque normales.
El proceso del flujo a través de una onda de choque es significativamente irreversible
y no puede considerarse isentrópico.
Después, se siguen los pasos de Pierre Laplace (1749-1827), G. F. Bernhard
Riemann (1826-1866), William Rankine (1820-1872), Pierre Henry Hugoniot
(1851-1887), Lord Rayleigh (1842-1919) y G. I. Taylor (1886-1975) y se