Análisis de masa y energía
de volúmenes de control
Conservación de la masa
Al igual que la energía la masa es una propiedad conservada y que
no puede crearse ni destruirse durante un proceso, pero si se
puede transformar.
Para sistemas cerrados, el principio de la conservación de la
masa del modo implícito al requerir que la masa del sistema
permanezca constante durante un proceso.
Sin embargo
para VOLUMENES DE CONTROL, la masa puede cruzar las
fronteras, de modo se debe tener medida la cantidad de
masa que sale y entra al sistema
ejemplo
Flujos másico y volumétrico
El flujo másico: es la cantidad de masa que pasa por una
sección transversal por unidad de tiempo, denotada como
m= flujo másico.
Donde v es el volumen especifico y V es para flujo volumétrico.
Principio de
conservación de la
masa
Este principio de expresa,
como la trasferencia neta de
masa hacia o desde el volumen
de control durante un intervalo
de tiempo t es igual al cambio
neto(incremento o
disminución) en la masa total o
dentro del volumen de control
Trabajo de flujo y energía de un fluido
El trabajo requerido para empujar una
unidad de masa de fluido hacia dentro o
hacia fuera de un volumen de control se
llama trabajo de flujo o energía de flujo, y
se expresa como
wflujo = Pv.
ejemplo:
Flujo incompresible y compresible
un flujo se clasifica
en compresible e incompresible, dependiendo
del nivel de variación de la densidad del fluido
durante ese flujo.
La incompresibilidad es una aproximación y se dice que el
flujo es incompresible si la densidad permanece
aproximadamente constante a lo largo de todo el flujo
las densidades de los líquidos son
constantes y así el flujo de ellos es
típicamente incompresible.
M=v/c
donde v es la velocidad del flujo en ese
medio y c es la velocidad del sonido en ese
medio.
ejemplo
Energía total de un fluido
en movimiento
La energía total de un sistema compresible simple consiste
en tres partes: energías interna, cinética y potencial: por
unidad de masa y se expresa como
fluido estático e=u+ec+ep=u+V^2/2+gz (kj/kg)
Fluido en Movimiento
ϴ=pv+u+V^2/2+gz
Energía transportada por la masa
Como ϴ es la energía total por
unidad de masa, la energía total
de un fluido en movimiento de
masa m es simplemente m
Cantidad de energía transportada:
Emasa=mϴ=m(h+V^2/2+gz) (kj)
Tasa de energía transportada:
Emasa=mϴ=m(h+V2/2+gz) (kw)