Ensayo

FLUJO ISOENTROPICO

el flujo insoentropico es aquel en el que al pasar de un punto a otro su entropio no cambia : lo que quiere decir que las variables de estado como son presion volumen y temperatura no cambian


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Flujo compresible
Física.Termodinámica. Propagación de una onda elástica. Cambios de área. Cono de Mach. Entropía. Gases perfectos e ideales. Procesos isentrópicos. Boquillas y difusores. Punto de estancamiento. Aplicaciones
Física


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FLUJO COMPRESIBLE
INTRODUCCION:
En la mayoría de los casos no se consideraban los efectos de compresibilidad en problemas dinámicos. Debido a que la variación de la densidad es acompañada por cambios de temperatura y transferencia de calor, será necesario utilizar la segunda ley de la termodinámica principalmente, así como el resto de la termodinámica.
Al estudiar el flujocompresible se consideraran las mismas características que para el flujo incompresible, estas son:
Flujos unidimensionales, bidimensionales y tridimensionales.
Flujos permanentes y no permanentes.
Flujos rotacionales e irrotacionales.
Además, se establece la siguiente clasificación:
Flujo incompresible; el número de Mach es mucho menor que 1.
Flujo compresible subsónico; el numero de Mach en algunaparte de la región del flujo excede un valor aprox. de 0,4 y no excede 1 en ningún lugar de la región de flujo.
Flujo transónico; este flujo incluye números de Mach ligeramente menores y ligeramente mayores que 1.
Flujo supersónico; el número de Mach del flujo excede a 1 pero es menor que 3.
Flujo hipersónico; el número de Mach es mayor que un valor aprox. que 3.
Cuando el número de Mach esmayor que 1 ocurre un cambio notable en el comportamiento del fluido, comparado con un flujo con numero de Mach menor que 1.
RELACIONES TERMODINAMICAS PARA UN GAS PERFECTO
Se define el gas perfecto (Ideal) como un fluido que tiene colores específicos constantes y que siguen la ley p=.R.T, donde R es la constante de los gases, es la densidad, p es la presión absoluta y T es la temperaturaabsoluta.
Los experimentos con gases que se comportan casi como un gas perfecto, muestran que la energía interna se comporta de acuerdo a la relación:
( du / dv )T = 0
Esto se puede interpretar como que la energía interna de un gas perfecto solo depende de la temperatura, es decir: u = u(T)
Para los gases perfectos, esto se convierte en:
du = Cv . dT ^ dh = Cp . dT
u2 - u1 = Cv . ( T2 - T1 ) ^ h2 -h1 = Cp . ( T2 - T1 )
Entonces a partir de:
h = u + ( p / ) = u + ( R . T )
dh = du + R . dT
Cp = Cv + R
La entalpía ( h ) solo depende de la temperatura.
La relación entre los calores específicos es un parámetro adimensional, definido como:
k = Cp / Cv ; depende del fluido
Cp = ( k / ( k - 1 ) ) . R ^ Cv = R / ( k - 1 )
El gas perfecto no necesita tener un calor especifico constante,estos dependen principalmente de la temperatura; sin embargo si el rango de temperatura no es grande, puede considerarse que los calores específicos son constantes.
En función de la entropía las ecuaciones toman la forma:
• T . dS = du + p . d(1/)
dS = Cv . ( dT ) / T + R . . d(1/)
S2 - S1 = Cv . Ln ( T2 / T1 ) + R . Ln ( 1 / 2 )
= Cv . Ln ( ( T2 / T1 ) . ( 1 / 2 )k - 1 )
= Cv . Ln (...