Flujo masico

Gasto másico o Flujo másico.
Introducción.
El tema que estamos a punto de desarrollar esta verdaderamente ligado a una cantidad de conceptos físicos y principalmente a termodinámicos ya que de éste obtenemos la funcionalidad de muchos sistemas termodinámicos ya que varios de ellos (como toberas, bombas, turbinas, compresores, tuberías, difusores…) actúan sobre un fluido que los atraviesa.
Asíque, siguiendo un orden debido comenzaremos por una breve explicación de la relación que tiene esto con termodinámica lo cual se presentará a continuación haciendo una recapitulación hacia los sistemas de volumen de control.
Sistemas y volúmenes de control.
Un sistema se define como una cantidad de materia o una región en el espacio elegida para análisis. La masa o región fuera del sistema seconoce como alrededores. La superficie real o imaginaria que separa al sistema de sus alrededores se llama frontera.

Los sistemas se pueden considerar cerrados o abiertos, dependiendo de si se elige para estudio una masa fija o un volumen fijo en el espacio.
Un sistema cerrado (conocido también como masa de control) consta de una masa fija en su sistema y ninguna otra puede cruzar su frontera.En caso de que tampoco la energía pueda cruzar la frontera se denomina sistema aislado.
Un sistema abierto o un volumen de control, es una región elegida apropiadamente en el espacio, que generalmente, encierra un dispositivo que tiene que ver con flujo másico, como un compresor, tobera o turbina. En el tanto la masa como la energía pueden atravesar sus fronteras los cuales son llamadossuperficies de control.

Este es un breve resumen sobre sistemas y ahora nos enfocaremos como lo que nos dice la información que aquí se presenta en los volúmenes de control.
Conservación de la masa.
Al igual que la energía, la masa es una propiedad conservada que no es posible crear ni destruir durante un proceso. Sin embargo. La masa m y la energía E se pueden convertir entre sí según una fórmulabien conocida que propuso Albert Einstein (1879 – 1955):
E=mc2
Donde c es igual a la velocidad de la luz en el vacío y tiene un valor aproximado de c = 2.9979 x 108 m/s.
Flujo másico y volumétrico.
Gasto másico o Flujo másico es en física la magnitud que expresa la variación de la masa en el tiempo. Matemáticamente es la diferencial de la masa con respecto al tiempo. Se trata de algo frecuenteen sistemas termodinámicos, pues muchos de ellos (tuberías, toberas, turbinas, compresores, difusores...) actúan sobre un fluido que lo atraviesa. Su unidad es el kg/s
Se puede expresar el flujo másico como la densidad (, que puede estar en función de la posición,) por un diferencial de volumen
=
Donde Q se refiere al gasto hidráulico.
Este volumen a su vez se puede expresar como el productode una superficie S (el ancho de la tubería entrante, normalmente), que también puede depender de la posición por un diferencial de longitud (la porción de dicha tubería cuyo contenido entra en el sistema por unidad de tiempo).

Normalmente se supone flujo unidimensional, es decir, con unas densidades y secciones constantes e independientes de la posición lo que permite reducirlo a la siguientefórmula

Dónde:
= Gasto másico
= Densidad del fluido
= Velocidad del fluido
= Área del tubo corriente
O, integrando

En el caso de tener diversos flujos de entrada y salida se consideran la sumas de estos. En un sistema en estado estacionario se puede deducir que la variación de masa ha de ser 0 y por tanto podemos establecer:

Dónde:
= número de entradas
= número de salidasCumpliendo así con la Primera ley de la termodinámica.

Como ya lo he mencionado anteriormente existen una gran variedad de dispositivos que funcionan con este principio como lo es el flujo másico y el flujo volumétrico y por lo general podemos relacionarlo totalmente con lo que sería el caudal ya que el flujo volumétrico y el caudal son la misma cosa y para relacionarlo con lo que sería el tema...