Tengo un problema de tarea en el que el escape viaja a través de un sistema de escape (se supone que es aire por simplicidad) desde el motor y luego se libera a la atmósfera. El escape está a una temperatura de 250F. Necesito encontrar la presión al comienzo del sistema de escape.
Pude configurar esto y creé una ecuación para resolver la presión. Asumí que la presión de la atmósfera donde sale es 0 atm. Pero el problema es que la presión depende de la densidad del escape (aire). Solo me dieron la temperatura del escape en el problema y necesito una segunda propiedad para determinar la densidad. ¿Hay otra forma de determinar la densidad? También me dan el caudal volumétrico y el área del sistema de tuberías.
La clave es la ecuación de Bernoulli para el flujo compresible:
es energía interna por unidad de masa, o usando entalpía por unidad de masa:
La otra ecuación para encontrar obtendrá de la definición del flujo volumétrico.
Tienes dos ecuaciones para resolver el sistema. Te dejo que encuentres el para el gas ideal, encontrará que depende solo de la temperatura.
Entonces encontrarás la temperatura en el motor. Para encontrar la presión en el motor necesitarás también la densidad. Aquí entra en juego la conservación masiva:
dónde es el caudal volumétrico. Todo lo que necesita es la densidad en el escape que encuentra a partir de la ley de los gases ideales, conociendo la temperatura y la presión del escape (1 atm o 0 atm manométrica).
Tal vez me estoy perdiendo algo, pero parece que puede hacer lo siguiente: 1) determinar la velocidad del gas según el flujo volumétrico y el tamaño de la tubería; 2) escribir la ecuación de Bernoulli; 3) escriba la ecuación de estado para el gas (ideal). Como resultado, tendrás dos ecuaciones para la presión y la densidad.
¡Soy un estudioso del sistema de escape!
La densidad de los gases de escape podría aproximarse por , en . Dónde es la temperatura de los gases de escape después del turbo en °C.
Yrogirg
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greg harrington
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