Geschreven door studenten die geslaagd zijn Direct beschikbaar na je betaling Online lezen of als PDF Verkeerd document? Gratis ruilen 4,6 TrustPilot
logo-home
Tentamen (uitwerkingen)

Exam (elaborations) TEST BANK FOR Gas Dynamics 4TH Edition By Ethirajan Rathakrishnan (Solution Manual)

Beoordeling
-
Verkocht
-
Pagina's
213
Geüpload op
14-11-2021
Geschreven in
2021/2022

1 SomePreliminaryThoughts 1 2 BasicEquations ofCompressibleFlow 3 3 Wave Propagation 23 4 One-DimensionalFlow 25 5 NormalShockWaves 79 6 ObliqueShock andExpansionWaves 119 7 PotentialEquationforCompressibleFlow 157 8 SimilarityRules 161 9 TwoDimensionalCompressibleFlows 165 10 Prandtl-Meyer Flow 169 11 Flow with Friction and Heat Transfer 173 12 MOC 205 13 Measurements in Compressible Flow 207 iii Chapter 2 Basic Equations of Compressible Flow 2.1 In the reservoir, the air is at stagnation state. So, the entropy relation would be s2 − s1 = cp ln ! T02 T01 " − Rln ! p02 p01 " But, T01 = T02 for adiabatic process. Therefore, "s = Rln ! p01 p02 " = Rln ! p01 12 p01 " = Rln 2 = 198.933 J/(kg K) Note: It should be noted that, for entropy only subscripts 2 and 1 are used; since entropy is not defined like static or stagnation entropy. 2.2 Let the initial state be denoted by subscript 1 and expanded state by subscript 2. (a) Since the cylinder is insulated, preventing any heat transfer what-so-ever, the process is adiabatic. The governing equation for this process is given by p1V! 1 = p2V! 2 = constant (1) Also, from ideal gas state equation p1V1 T1 = p2V2 T2 = R (2) 3 4 Basic Equations of Compressible Flow From Eqs. (1) and (2), we get p1 p2 = ! V2 V1 "! = ! T1 T2 "!/(!−1) Therefore, T2 = T1 # 10(!−1) = 557.35K "T = −842.65K (b) Work = $ pdv = $ dh − $ du − $ vdp (3) Also, pv! = constant from equation (1) Differentiating equation (1), we have, p!v!−1dv + v!dp = 0 Dividing throughout by v!−1 and integrating, we get $ p!dv + $ vdp = 0 $ vdp = −!w (4) Substituting equation (4) in equation (3) and simplifying, we get (1 − !)w = R"T w = R"T 1 − ! = 287 × (−842.65) (−0.4) = 6.04 × 105 J/kg Note: Since the process undergone is expansion from a high pressure, the work removed is positive, i.e, work is done by the gas. (c) Also, from equation (1) p1 p2 = ! V2 V1 "! = 101.4 = 25.1189 Therefore, The pressure ratio = 25.1189 5 2.3 p1v! 1 = p2v! 2, where v is specific volume, i.e. volume per unit mass = V/m. Therefore, p1 ! V1 m1 "! = p2 ! V2 m2 "! Also, V1 = V2 = V = volume of the tank. p2 = p1 ! m2 m1 "! = 5× 105 × ! 1 2 "1.4 = 1.8946 × 105 Pa From equation of state for a calorically perfect gas, p1 p2 = "1 "2 T1 T2 T2 = ! p2 p1 "! m1 m2 " T1 = ! 1.8946 5 " × 2 × 500 = 378.92K 2.4 p1 p2 = ! T1 T2 "!/(!−1) (a) Therefore, T2 = ! p2 p1 "(!−1)/! T1 = 61/3.5 × 290 = 483.868K The change in the temperature is "T = T2 − T1 = 483.868 − 290 = 193.868K (b) By first law of thermodynamics, we have du + d(pe) + d(ke) = dq + dw 6 Basic Equations of Compressible Flow Here, velocity changes are neglected. Therefore, d(ke) = 0 Also, assuming d(pe) = 0 The first law of thermodynamics reduces to du = dq + dw But the process is isentropic, thus dq = 0. Therefore, du = dw = cv"T = 717.5 × 193.868 = 1.39 × 105 J/kg (c) The work done is negative, i.e. work is done on the gas. It has been computed in (b) above. 2.5 Work done by the weight on the piston goes towards increasing the internal energy of the gas. From the first law of thermodynamics E2 − E1 = Q +W where, E, Q, and W are respectively the internal energy, heat transfered, and work done. Since no heat is transfered, Q = 0. Therefore, E2 − E1 = W = $ F .ds where, F is force and ds is distance. At the new equilibrium position, the force acting on the piston face is F = p2Ap, Ap is the area of the piston face. The distance traveled by the piston is ds = (V1 − V2)/Ap, V1 and V2 are the initial and final volumes. Thus we have, E2 − E1 = p2 .Ap(V1 − V2)/Ap = −p2(V2 − V1) For unit mass, e2 − e1 = −p2(V2 − V1) For calorically perfect gas, e = cvT. Therefore cv(T2 − T1) = −p2 ! RT2 p2 − RT1 p1 " cv R ! T2 T1 − 1 " = − T2 T1 + p2 p1 T2 T1 % 1 + cv R & = cv R + # (where # = p2/p1

Meer zien Lees minder
Instelling
Vak











Oeps! We kunnen je document nu niet laden. Probeer het nog eens of neem contact op met support.

Geschreven voor

Instelling
Vak

Documentinformatie

Geüpload op
14 november 2021
Aantal pagina's
213
Geschreven in
2021/2022
Type
Tentamen (uitwerkingen)
Bevat
Onbekend

Onderwerpen

$20.99
Krijg toegang tot het volledige document:

Verkeerd document? Gratis ruilen Binnen 14 dagen na aankoop en voor het downloaden kun je een ander document kiezen. Je kunt het bedrag gewoon opnieuw besteden.
Geschreven door studenten die geslaagd zijn
Direct beschikbaar na je betaling
Online lezen of als PDF

Maak kennis met de verkoper

Seller avatar
De reputatie van een verkoper is gebaseerd op het aantal documenten dat iemand tegen betaling verkocht heeft en de beoordelingen die voor die items ontvangen zijn. Er zijn drie niveau’s te onderscheiden: brons, zilver en goud. Hoe beter de reputatie, hoe meer de kwaliteit van zijn of haar werk te vertrouwen is.
GradeMaster1 Chamberlain School Of Nursing
Volgen Je moet ingelogd zijn om studenten of vakken te kunnen volgen
Verkocht
87
Lid sinds
4 jaar
Aantal volgers
79
Documenten
1024
Laatst verkocht
1 maand geleden
GradeMaster1

Unlocking the potential of minds, one subject at a time. We are a team of passionate tutors specializing in nursing, engineering, science, and education. With our knowledge and expertise, we guide students towards academic excellence and career success. Join us on this educational journey!

3.5

18 beoordelingen

5
6
4
3
3
6
2
0
1
3

Recent door jou bekeken

Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo makkelijk kan het dus zijn.”

Alisha Student

Bezig met je bronvermelding?

Maak nauwkeurige citaten in APA, MLA en Harvard met onze gratis bronnengenerator.

Bezig met je bronvermelding?

Veelgestelde vragen