Sintesis De Coulom

La primera ley de la termodinámica se aplicara en este capitulo a sistemas abiertos o sea sistemas de flujo y en condiciones estables [volumen de control].
Los equipos que se utilizaran para el análisis son los siguientes:
 
1.      Toberas y difusores
2.      Compresores y turbinas
3.      Proceso de estrangulamiento
4.      Mezcla
5.      Intercambiadores de calor
 
Se utilizarancomo fluidos de transferencia: vapor de agua y refrigerante 134a
 
Para desarrollar la primera ley de termodinámica debe saber aplicarse las siguientes ecuaciones:
 
       Ecuación de continuidad.
       Ecuación de los gases ideales para un estado.
       Ecuación de los gases ideales para un proceso [de estado 1 a estado 2].
       m = nM, donde m es la masa, n es el numero demoles y M es el peso molecular del gas o vapor.

EcuaciOn de continuidadHerramienta para sistemas de flujo En sistemas de flujo para cuantificar una determinada corriente de flujo lìquido o vapor, se aplica la ecuación de continuidad:Asumiendo un sistema (volumen de control) correspondiente a un sistema de tubería en la cual las condiciones 1 son las correspondientes a la entrada y 2 son lascondiciones correspondientes a las condiciones de salida y considerando un estado estable (no hay acumulación = entrada = salida):CASO 19 Un intercambiador de calor calienta agua por el espacio anular, esta ingresa a las condiciones que se indican; A la salida del intercambiador el agua sale como vapor sobrecalentado a las condiciones que se indican. Determine la velocidad del vapor sobrecalentado,velocidad del agua entrando al intercambiadorPrimera ley de termodinámica La primera ley de la termodinámica es un principio general que considera que las energías transferidas Eentra - Esale como la energía térmica (calor) y la energía mecánica (trabajo) son iguales a la diferencia de las energías transportadas desde el estado inicial 1 al estado final 2 del proceso de flujo Esistema. Las energíastransportadas desde el estado 1 al estado 2 en un sistema abierto son la sumatoria de la entalpía, energía cinética y energía potencial:CASO 20: Difusor de aire A un difusor de una máquina de propulsión a chorro que opera en régimen estable, entra aire a 10ºC y 80 kPa con una velocidad de 200 m/s. El área de entrada del difusor es 0.4 m2. El aire sale del difusor a una velocidad muy pequeñacomparada con la velocidad de entrada. Determine el flujo másico del aire y la temperatura del aire a la salida del difusor. Para determinar el flujo másico del aire se aplica la ecuación de continuidad y para aplicarla se debe conocer el volumen específico a las condiciones de entrada (puede ser condiciones de salida, todo depende de la información disponible). De ecuación de gases ideales:CASO 21:Tobera de vapor Una tobera que opera en régimen estable, ingresa vapor a 250 psia y 700ºF cuya área de entrada es 0.2 pie2. El flujo másico del vapor a través de la tobera es de 10 lbm/s. El vapor sale de la tobera a 200 psia con una velocidad de 900 pie/s. Se estima que las pérdidas de calor de la tobera por unidad de masa de vapor serán de 1.2 Btu/lbm. Determine la velocidad de entrada y latemperatura de salida del vapor. Para calcular la velocidad de entrada se debe conocer el volumen específico en ese punto y aplicar la ecuación de continuidad: Volumen especifico a la entrada de la tobera:CASO 22: Compresor de aire Un compresor succiona aire del medio ambiente a una presión absoluta de 100 kPa y 27 ºC. La presión del aire del lado de la descarga del compresor es de 400 kPa y sutemperatura de 197 ºC. La velocidad del aire del lado de la succión (entrada) del compresor es prácticamente despreciable, mientras que la velocidad del aire del lado de la descarga (salida) es de 90 m/s. El flujo de masa del aire que circula a través del compresor es de 1,000 kg/min. El compresor opera en condiciones adiabáticas. Determine la potencia del compresor, (kJ/s). Balance (de primera...