toberas y difusores

Toberas y difusores:
Las toberas y difusores se utilizan generalmente en motores de propulsión a chorro, cohetes, vehículos espaciales e incluso en mangueras de jardín. Una tobera es un dispositivo que incrementa la velocidad de un fluido a expensas de la presión. Un difusor es un dispositivo que incrementa la presión de un fluido al desacelerarlo. Es decir, las toderas y los difusoresllevan a cabo tareas o puestas. El area de la acción transversal de una tobera disminuye en la dirección de flujo para flujos subsónicos y aumenta para flujos supersónicos. Lo contrario es cierto para las difusores.
La tasa de transferencia de calor entre el fluido que fluye por una tobera o un difusor y los alrededores es comúnmente muy pequeño ya que el fluido tiene velocidades altas y por lotanto no se mantiene suficiente tiempo en el dispositivo como que ocurra algunas transferencias de calor importantes. Las toberas y difusores por lo común no tienen que ver con trabajo (Ẃ=0) y cualquier cambio de energía potencial es insignificante (∆ep=0). Pero las toberas y los difusores normalmente están relacionadas con velocidades muy altas, entonces cuando un fluido pasa por algún de estosdispositivos experimenta grandes cambios en su velocidad. Por lo tanto se deben tomar en cuenta los cambios de energía cinética al analizar el fluido por estos dispositivos (∆ec≠0).
Cámara de mesclado:
en las aplicaciones de ingeniera, mesclar dos corrientes de fluido no es raro. La sección donde el proceso de mezclado tiene lugar se conoce como cámara de mezclado, la cual no tiene que serexactamente una “cámara” una tobera ordinaria en forma de “T” o en “Y” de una regadera, por ejemplo, sirve como cámara de mezclado para la corrientes de agua fría y caliente.
El principio de conservación de la masa para una cámara de mezclado requiere que la suma de los fluidos masicos entrantes sea igual al fluido masico de mezclado saliente.
La cámara de mezclado por lo regular esta bienaislada (q=0) y normalmente no se relacionan con ningún trabajo (w=0). Asimismo, la energía cinética y potencial de las corrientes del fluido son comúnmente insignificantes (ec=0, ep=0). Entonces lo que queda en la ecuación de la energía son las energías totales de las corrientes entrantes y la mezcla que sale. El principio de conservación de la energía requiere que estas dos sean iguales entresi; por lo tanto, para esta caso la ecuación de conservación de la energía es análoga a la de la conservación de la masa.



Válvulas de estrangulamiento:
Las válvulas de estrangulamiento de cualquier clase de dispositivo que restringe el fluido, lo cual causa una caída de presión importante en el fluido. Algunos ejemplos comunes son válvulas ajustables ordinarias, tubos capilares y taponesporosos. A diferencia de la turbinas, producen una caída de presión sin implicar trabajo. La caída de pesion en el fluido suele ir acompañada de una gran disminución de temperatura, por esa razón los dispositivos de estrangulamiento son de uso común en aplicaciones de refrigeración y acondicionamiento del aire. La magnitud de la caída de la temperatura (o a veces, el aumento de temperatura)durante un proceso de estrangulamiento se rige por una propiedad llamada coeficiente de jeule-thomson, analizada en el capitulo dos.
Las válvulas de estrangulamiento son por lo regular dispositivos, pequeños y se puede suponer que el fluido por ello es adiabático (q=0) puesto que no hay suficiente tiempo ni área suficientemente grande para que ocurra alguna transferencia de calor efectiva. También,no realiza trabajo (w=0), y el cambio en la energía potencial, si tiene lugar, es muy pequeño (∆ep=0). Aun cuando la velocidad de salida sea con frecuencia considerablemente mayor que la velocidad de entrada, en muchos casos el incremento de energía cinética es insignificante (∆ec=0). Entonces la ecuación de conservación de la energía para este dispositivo de flujo estable con una sola...