Previo 5 Termodinamica F.I

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
Facultad de Ingeniería

1.- Escriba la ecuación de la Primera Ley de la Termodinámica para sistemas abiertos y explique cada uno de sus términos.
Un sistema abierto es aquel que tiene entrada y/o salida de masa, así como interacciones de trabajo y calor con sus alrededores, también puede realizar trabajo de frontera. La ecuación general para unsistema abierto en un intervalo de tiempo es:
Q+Winmin θiní outmoutθout=ΔUsistema
Donde:
in representa todas las entradas de masa al sistema.out representa todas las salidas de masa desde el sistema.
θes la energía por unidad de masa del flujo y comprende la entalpía, energía potencial y energía cinética:

2.- Escriba la ecuación de continuidad y diga sus unidades en el SI.
La masa queingresa en un tiempo t es a misma que sale en el mismo intervalo de tiempo:
m1= m2 ρA1v1t=ρA2v2t
El producto Av es la razón del flujo de volumen o la rapidez con que el volumen cruza una sección del tubo, A1v1= Arvr
También el producto Av se conoce como gasto o caudal y se mide en el SI en m3s
Q=Av

3.- Haga una clasificación de bombas, diga cuáles son suscaracterísticas y explique cuál es la diferencia entre una bomba centrífuga y una de desplazamiento positivo. 3
Existen dos tipos básicos de bombas: de desplazamiento positivo y dinámicas o de intercambio de cantidad de movimiento.
Bombas de desplazamiento positivo: tienen un contorno móvil que, por cambio de volumen, obligan al fluido a avanzar a través de la máquina. Se abre una cavidad en la que elfluido penetra a través de la succión. Después se cierra la succión y se expulsa el fluido por la descarga.
Todas las bombas de desplazamiento positivo suministran un caudal pulsante o periódico como consecuencia de que la cavidad se abre, atrapa y expulsa al fluido. Su gran ventaja es que pueden bombear cualquier fluido, independientemente de su viscosidad. Dado que las bombas de desplazamientopositivo comprimen mecánicamente una cavidad llena de líquido, un problema potencial es que se pueden generar presiones elevadas, esto obliga a construirlas con un diseño robusto.

Bombas dinámicas: añaden simplemente cantidad de movimiento al fluido por medio de paletas o álabes giratorios. No hay volúmenes cerrados: el fluido aumenta su cantidad de movimiento mientras se mueve a través depasajes abiertos, para convertir después su alta velocidad en incremento de presión al salir a través de un difusor.
Las bombas dinámicas proporcionan generalmente mayor caudal que las (BDP) y una descarga más estacionaria, pero son poco efectivas para bombear líquidos muy viscosos. Las bombas dinámicas generalmente deben ser cebadas, estos es, si están llenas con gas no pueden succionar el líquido,situado por debajo, hasta su entrada. En cambio las (BDP) son autocebantes en la mayor parte de sus aplicaciones. Una bomba dinámica proporciona grandes caudales con bajos incrementos de presión, mientras que las (BDP) pueden funcionar a presiones muy altas pero normalmente proporcionan caudales bajos.

Bombas centrífugas están constituidas por un rotor dentro de una carcasa. El fluido entraaxialmente a través de la succión, en el eje de la carcasa, los álabes del rotor lo obligan a tomar un movimiento tangencial y radial hasta el exterior del rotor, donde es recogido por una carcasa que funciona como difusor. El fluido aumenta su velocidad y presión cuando pasa a través del rotor. La parte de la carcasa de forma toroidal, o voluta, baja la aceleración
del fluido y aumenta más lapresión.
4.- ¿Qué diferencias hay entre la ecuación de Bernoulli y la Primera Ley de la Termodinámica aplicada a un sistema abierto?
De la primera ley de la termodinámica se puede concluir una ecuación estéticamente parecida a la ecuación de Bernouilli anteriormente señalada, pero conceptualmente distinta. La diferencia fundamental yace en los límites de funcionamiento y en la formulación de cada...