Problema termodinamica applicata (diffusore divegente)
salve a tutti, mi sono trovato davanti questo problema di termodinamica:
dato un diffusore divergente l'aria in ingresso ha i seguenti dati P1=0,8 bar T1=12°C V1=400 Km/h e l'aera di ingresso S1= $0,3 m^2$ sull'uscita è data solo la velocita V2=30m/s la richiesta è di trovare la superfice di uscita S2, tuttavia per lo svolgimento del resto del problema servono tutte le variabili nel punto 2.
ho pensato di applicare il bilancio entalpico, $h_1 (v_1)^2/2= h_2 (v_2)^2/2$ tuttavia mi viene un entalpia di circa 6008 kj/kg, che è troppo alta e non mi permette di determinare gli altri valori del punto 2! e comunque non riesco a trovare altro modo di farlo!
grazie!
dato un diffusore divergente l'aria in ingresso ha i seguenti dati P1=0,8 bar T1=12°C V1=400 Km/h e l'aera di ingresso S1= $0,3 m^2$ sull'uscita è data solo la velocita V2=30m/s la richiesta è di trovare la superfice di uscita S2, tuttavia per lo svolgimento del resto del problema servono tutte le variabili nel punto 2.
ho pensato di applicare il bilancio entalpico, $h_1 (v_1)^2/2= h_2 (v_2)^2/2$ tuttavia mi viene un entalpia di circa 6008 kj/kg, che è troppo alta e non mi permette di determinare gli altri valori del punto 2! e comunque non riesco a trovare altro modo di farlo!
grazie!
Risposte
Sei sicuro che siano tutti i dati del problema? Mi sembra che manchi la pressione dell'aria in uscita dal diffusore. Conoscendo questo valore e ipotizzando una entropia generata nulla all'interno del diffusore, si è in grado di determinare quello che chiede l'esercizio. Le altre equazioni da utilizzare sono quella per la trasformazione di espansione adiabatica per un gaso perfetto, l'equazione di stato del gas perfetto e l'equanzione di continuità, o conservazione della massa.
Potrebbe essere dato in alternativa il grado di reazione.
Potrebbe essere dato in alternativa il grado di reazione.
questo è il testo: mi è sfuggito qualcosa??
Un aereo viaggia alla velocità di W=400 km/h ad una quota tale per cui l’aria all’imbocco del motore (stato fisico 1) si trova alle seguenti condizioni (T1=12 °C, P1= 0.8 bar). L’aria viene convogliata in un diffusore la cui sezione di ingresso è pari a S1=0.3 m^2, e decelerata fino alla velocità W2= 30 m/s. Alla fine del diffusore l’aria si trova allo stato fisico (2) e viene compressa fino a (3) con un compressore ideale avente un rapporto di compressione pari a 10. Successivamente l’aria viene riscaldata in camera di combustione con una potenza termica Q= 6000 kW.
Dopo la camera di combustione l’aria viene fatta espandere adiabaticamente in una turbina fino alla pressione P5=0.8 bar. La turbina non è ideale ed ha un rendimento isoentropico di 0.75.
Considerando l’aria un gas perfetto e tenendo di conto dello schema fornito, il candidato determini:
1. La superficie S2 alla fine del diffusore;
2. La potenza meccanica complessiva del motore;
3. Valutare il rendimento termodinamico del ciclo così operante.
Dati aria: R= 287 J/kg K ; cp=1,005 kJ/kg K.
Un aereo viaggia alla velocità di W=400 km/h ad una quota tale per cui l’aria all’imbocco del motore (stato fisico 1) si trova alle seguenti condizioni (T1=12 °C, P1= 0.8 bar). L’aria viene convogliata in un diffusore la cui sezione di ingresso è pari a S1=0.3 m^2, e decelerata fino alla velocità W2= 30 m/s. Alla fine del diffusore l’aria si trova allo stato fisico (2) e viene compressa fino a (3) con un compressore ideale avente un rapporto di compressione pari a 10. Successivamente l’aria viene riscaldata in camera di combustione con una potenza termica Q= 6000 kW.
Dopo la camera di combustione l’aria viene fatta espandere adiabaticamente in una turbina fino alla pressione P5=0.8 bar. La turbina non è ideale ed ha un rendimento isoentropico di 0.75.
Considerando l’aria un gas perfetto e tenendo di conto dello schema fornito, il candidato determini:
1. La superficie S2 alla fine del diffusore;
2. La potenza meccanica complessiva del motore;
3. Valutare il rendimento termodinamico del ciclo così operante.
Dati aria: R= 287 J/kg K ; cp=1,005 kJ/kg K.
Si, il salto di entalpia statica si può ricavare conoscendo la variazione di energia cinetica. Le equazioni sono quelle di cui ti ho scritto nel precedente post, altro non dovrebbe servirti, se le conosci.
il problema è che calcolando l'entalpia nello stato due l'entalpia viene enorme $h_2=6008$ questo non mi permetti di sfruttarla in nessun modo visto che nelle tabelle il massimo valore di entalpia tabulato è di 2440,3.. non mi torna numericamente concettualmente si.
Il valore in sè non è importante, anche perchè l'entalpia è definita a meno di una costante additiva arbitraria e potrebbe essere stata definita diversamente nelle tabelle, rispetto a quella che hai calcolato. Ciò che interessa è la sua variazione attraverso il diffusore, da cui si può ricavare la temperatura di uscita, essendo l'aria con buona approssimazione un gas perfetto, con entalpia dipendente solo dalla temperatura. Il calore specifico a pressione costante dell'aria viene fornito nel testo dell'esrcizio.
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