BALANCE DE ENERGÍA CLASE conceptos fundamentales

Las propiedades cinéticas, dinámicas y o termodinámicas asignadas
o evaluadas no varían en la sección transversal y adquieren valores
promedio

1. LA MAYOR PARTE DEL EQUIPO EMPLEADO EN LA
INDUSTRIA, ESTA DISEÑADO PARA EL
MOVIMIENTO DE FLUIDOS, RAZON POR LA QUE LA
COMPRENSION DE LOS PROCESOS DE FLUJO ES
IMPORTANTE PARA UN INGENIERO.
LAS ECUACIONES BASICAS PARA EL
ESTUDIO DE ESTOS PROCESOS SON :
POSTULADOS DE ESTADO
PRINCIPIO DELACONSERVACION DE
MASA
1°LEY DE LA TERMODINAMICA
2°LEY DE LA TERMODINAMICA
TERMODINAMICA
PROCESOS DE FLUJO

2. DIAGRAMAS TERMODINAMICOS
ECUACIONES DE ESTADO
FORMULAS PARA ESTIMACION DE
ΔS
ΔH
ΔU
Cp
Cv
POSTULADO DE ESTADO
(TODO LO QUE ESTABLESCA UNA RELACION
ENTRE PROPIEDADES TERMODINAMICAS )

3. Diagrama P-V-T y proyección a diagrama P-T
POSTULADO DE ESTADO
A) DIAGRAMAS TERMODINAMICOS

4. POSTULADO DE ESTADO
A) DIAGRAMAS TERMODINAMICOS
Diagrama Indicador P-V Diagrama Indicador T-V

5. POSTULADO DE ESTADO
A) DIAGRAMAS TERMODINAMICOS

6. POSTULADO DE ESTADO
A) DIAGRAMAS TERMODINAMICOS

7. Se dividen en 3 zonas
Liquido Sub enfriado
Liquido-Vapor Saturados
Vapor sobrecalentado
TABLAS DE VAPOR

8. TABLA (TEMPERATURAS)
LIQUIDO VAPOR SATURADOS

9. TABLA (PRESIONES)
LIQUIDO VAPOR SATURADOS

10. TABLAS DE VAPOR SOBRECALENTADO

11. TABLAS DE VAPOR SOBRECALENTADO

12. TABLAS DE LÍQUIDO SUBENFRIADO O
COMPRIMIDO

13. TABLAS DE VAPOR
APROXIMACIONES E INTERPOLACIONES
LÍQUIDO
SUBENFRIADOPVUH  )(
.....
...
.......
SAT
SLSLESL
SAT
SLSLSL
ESLESLESL
PPvhh
PvUh
PvUh


 SLESL
SLESL
vv
uu
...
...

 SLESL
hh
...

Por definición de entalpia)(
.....
SAT
SLSLESL
PPvhh 
O bien
cuando se
carece de
datos
Aplicando consideraciones

14. ZONA DE COEXISTENCIA BIFASICA
1 ,
,
,
volumenv
)
( especifico volumen
y
m
m
x
m
m
y
m
vm
m
vm
v
vmVvmV
m
V
v
m
V
v
m
V
m
V
v
masa
vol
v
LG
GGLL
GLGLLL
G
G
G
L
L
L
GL























)(
.,,,,:
)(
y-
y)-(1v
humedad : x,:
...
..
....
SLsv
SLMEZ
SLsvSLMEZ
LGL
GLL
GL
MM
MM
y
MMyMM
etcsuhvM
NDOGENERALIZA
vvyv
yvvV
yvv
calidady








15. VAPOR SOBRE CALENTADO
Si los incrementos de las variables
independientes (generalmente T y P) se
puede emplear la interpolación lineal.12
1
12
1
TT
TT
XX
XX






16. 


















1
2
1
12
1
ln
ln
P
P
P
p
SS
SS Cuando los incrementos en las propiedades
no son pequeños como en las tablas de V.S.C.
S vs. T
S vs. P
VAPOR SOBRE CALENTADO
P vs 1/V
V vs. T 12
1
12
1
TT
TT
VV
VV




 12
1
12
1
11
11
PP
PP
VV
VV




 


















1
2
1
12
1
ln
ln
T
T
T
T
SS
SS

17. Se considera flujo unidimensional en cualquier
sección transversal del conducto donde se han
asignado o evaluado propiedades termodinámicas
cinéticas y dinámicas
BALANCE DE ENERGÍA
IDEALIZACIONES
real idealizacion

18. Las propiedades cinéticas, dinámicas y o termodinámicas asignadas
o evaluadas no varían en la sección transversal y adquieren valores
promediou
h
V
P

19. trabajo
calor
turbina
Intercambiador De calorZ entrada
Z salida
ΔZ
C
ent
C
SAL

20. Implica la suposición de que todas las propiedades en cada
punto dentro del volumen de control son constantes con
respecto al tiempo y por lo tanto no habrá cambios de masa,
energía o entropía
SISTEMAS ABIERTOS
ESTADO ESTACIONARIO
Rapidez de transferencia
de Q= cte
m
SAL= cte.
m
ENT= cte.
Rapidez de desarrollo de
trabajo = cte.
Edo.
Termodinámico y
velocidad son ctes.
Entrada
Edo.
Termodinámico y
velocidad son ctes.
Salida
Volumen de control

21. 1º LEY EN SISTEMAS ABIERTOS  )(
..12... ENTRASALIDACVCVCV
EEEEWQ  flujoejeCV
WWW 
..  
..12... CVCVCVSALIDAENTRA
EEWQEE 
Energía que entra –Energía que sale = Energía que se acumula
E
ENTRA:Energía asociada a la corriente de flujo de entrada
E
SALIDA: Energía asociada a la corriente de flujo de entrada
Q
V.C.: Transferencia de Q a través el vol. de control.
W
V.C.: Transferencia de trabajo a través del vol. de control
(E
2-E
1):Cambio en la energía almacenada dentro del vol. de control
AHORA CONSIDERANDO QUE:
Y que en el Balance de materia NO HAY ACUMULACION EN VOLUMEN DE CONTROL:
masa que entra –masa que sale = masa que se acumula
me=ms macumulada=0

22. flujoejeCV
WWW 
.. proceso.un
en odispositivun de partes laspor pasar al
C. V. del fluido el sufre que trabajoel Es:W
vaiven.de orotacion de
mov.un y tiene odispositiv dicho de sobresale
que ejeun deacción por transmitesey
odispositivun de mecanicas piezas laspor
pasar al fluido elpor efectuado :
flujo
TrabajoW
eje

23.  







































































 
 
 
EESS
eje
ECC
E
SCC
eje
ECC
E
SCC
ECC
E
SCC
VPVPWQZ
g
g
g
c
umZ
g
g
g
c
um
flujoWWQZ
g
g
g
c
umZ
g
g
g
c
um
WQZ
g
g
g
c
umZ
g
g
g
c
um
S
S
S
22
22
22
22
22
22 REORDENANDO, y PUESTO QUE h=u+pv :  
 
























































E
eje
CC
EE
S
CC
S
eje
E
CC
EEE
S
CC
SS
WQZ
g
g
g
c
hmZ
g
g
g
c
hm
WQZ
g
g
g
c
VPumZ
g
g
g
c
VPum
S
S
22
22
22
22  
.....12
)(
CVCVENTRASALIDACV
WQEEEE 

24.   eje
CVPC
eje
CV
CC
WQEEhm
bienO
WQZ
g
g
g
c
hm













..
..
2

2
22
m
..
22
s
eje
CV
ENTCCSALCC
E
WQ
Zg
g
g
c
hm
Zg
g
g
c
hm
mquedoConsideran



















 Lo que permite reagrupar términos:

25. Que absorben trabajo bombas y compresores
Que producen trabajo turbinas y maquinas de
expansión
Toberas y difusores
Cambiadores de calor calderas y condensadores
Dispositivos de estrangulación válvulas de
expansión y val. De control
Tuberías
APLICACIÓNADISPOSITIVOS