Balance De Energia Para Flujo No Estable

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Termodinámica para Ingeniería

Departamento de Metal-Mecánica del Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez

Balance de energía para procesos de flujo no estable

González Díaz Joaquín Armando
Hernández Hernández José Antonio
Rafael de Jesús Aquino Rodríguez
Ingeniería Mecánica, 5º semestre, núm. de control 09270169, ITTG, México. E-mail.tatu_remate_99@hotmail.com
Ingeniería Mecánica,7º semestre, núm. de control 08270169, ITTG, México. E-mail.johanher08_k@hotmail.com
Ingeniería Mecánica, 8º semestre, núm. de control 07270439, ITTG, México. E-mail. r.aquino87@hotmail.com

Resumen

Durante un proceso de flujo estable no ocurren cambios dentro del volumen de control por ello no es necesario preocuparse de lo que pasa dentro de las fronteras.

No distraerse con los cambiosdentro del volumen de control con el tiempo simplifica en gran medida el análisis

Palabras clave:

Flujo no estable

Flujo transitorio

Flujo estable

Balance de energía

.

Introducción

Muchos procesos de interés presentan cambios dentro del volumen de control con el tiempo. Dichos procesos se llaman procesos de flujo no estable o flujo transitorio. Las relaciones de flujoestable no se aplican a estos procesos. Cuando se analiza un proceso de flujo no estable es importante seguir cerca los contenidos de masa y de energía del volumen de control así como las interacciones de energía a través de la frontera.

Balance de energía para procesos de flujo no estable

Durante un proceso de flujo estable no ocurre cambio de volumen de control, sin embargo cuando tenemosinterés en un proceso donde tiene que ver cambios dentro del volumen de control con tiempo, esto tiene que ver con procesos de flujo no estable. Cuando se analiza un proceso de este tipo hay que tener en cuenta el contenido de masa y energía de volumen de control, así como de las interacciones de energía a través de la frontera.

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La carga de un recipiente rígido desde una línea desuministro es un proceso de flujo no estable por que tiene relación con cambios en el volumen de control.

Algunos procesos de flujo no estable son la carga de recipientes rígidos a partir de líneas de alimentación la descarga de un fluido desde un recipiente a presión, el accionamiento de la turbina de gas con el aire comprimido almacenado en un gran contenedor, el inflado de llantas o globos e inclusococinar en olla de presión

La forma y tamaño dentro de un volumen de control pueden cambiar durante un proceso de flujo no estable

El flujo no estable comienza y termina en un tiempo finito en ves de continuar indefinidamente.

Otra diferencia entre los flujos no estables y los estables es que los estables son fijos en espacios, tamaño y forma en tanto los sistemas no estables pueden serestacionarios, fijos en el espacio pero pueden incluir las fronteras móviles.

El balance de masa para cualquier sistema que experimenta algún proceso se puede expresar como:

mentrada – msalida = Δmsistema (kg)

Donde: Δmsistema = mfinal -minicial es el cambio de la masa del sistema. Para volúmenes de control también se puede expresar de manera más explícita como:

mi –me = (m2 –m1)vc

Donde i=entrada, e=salida, 1=estado inicial, 2=estado final del volumen de control con frecuencia uno o más términos de la ecuación anterior son cero. Por ejemplo mi es cero cuando en el proceso no entra masa dentro del volumen de control. me=0 si o sale masa y m1=0 si al inicio se evacua el volumen de control.

Balance de energía

El contenido de energía de volumen de control cambiacon el tiempo durante un proceso de flujo no permanente. La magnitud de cambio depende de la cantidad de transferencia de energía a través de las fronteras del sistema como calor trabajo así como la cantidad de energía transportada hacia adentro y hacia afuera del volumen de control mediante la masa durante el proceso. Cuando se analice un proceso de flujo no estable se debe seguir de cerca el...
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