Análisis de masa y energía de volúmenes de control

Análisis de masa y energía de volúmenes de control

1. 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

2. 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.

3. 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:

4. 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

5. 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

6. 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)

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