4.TEMA

8/10/2019 4.TEMA

1/16

1/32

TERMODINMICA

: 2

: 2013/14

2/32

A 4. A

TERMODINMICA

8/10/2019 4.TEMA

2/16

3/32

E .

:

D .

:

ANLISIS ENERGTICO DE LOS VOLMENES DE CONTROL

TERMODINMICA

A , , .

4/32

4.0 DEFINICIN DE VOLUMEN DE CONTROL

4.1 CONSERVACION DE LA MASA EN VC

4.2 CONSERVACION DE LA ENERGIA EN VC

A 4. A

TERMODINMICA

.

4.4 ANALISIS DE TRANSITORIOS

8/10/2019 4.TEMA

3/16

5/32

A A:LA MATERIA NO PUEDE ATRAVESAR LOS LMITES DEL SISTEMA. MASA CONSTANTE.CONSERVACIN DE LA ENERGA (1ER PRINCIPIO)

4.0 DEFINICION DE VOLMENES DE CONTROL

TERMODINMICA

A A:LA MATERIA PUEDE ATRAVESAR EL LMITE. VOLUMEN DE CONTROL.CONSERVACIN DE LA ENERGA (1ER PRINCIPIO) Y CONSERVACIN DE LA MASA (ECUACIN DECONTINUIDAD)

6/32

E + VC .

L :

Z

I

L

()evc mtmm += )(

svc mttmm ++= )(

A AA AA


TERMODINMICA

V :

(F )

Z

(+)

(+ )

svcevc mmmm ++=+

t

m

t

m

t

tmttm sevcvc

=

+ )()(

sevc mm

dt

dm&& =

8/10/2019 4.TEMA

4/16

7/32

V VC, =

F ,

(F

)

F ,

(F

)

VC :

kbdm

&&

A AA AA


TERMODINMICA

F (/)

La cantidad de masa que cruza en un instante:

F :

s i

isdt

= A n dACm&

dACmd n = &

8/32

FLUJO UNIDIMENSIONAL

F / ().

T .

AC = () (/)v

CA

CAm

==&

= sseevc

CACAdm

A AA AA


TERMODINMICA

RGIMEN ESTACIONARIO

T .

FORMA INTEGRAL

s se e

0=dt

dm vc =s

s

e

e mm &&

( ) ( )ss A

n

e eA n

V

dACdACdVdt

d

=

8/10/2019 4.TEMA

5/16

9/32

4.1 ( 4.1.) U . E 1, 1= 7 , T1 = 200C 40 /. E 2, 2= 7 , T2 = 40C A2 = 25 2. E 3 0,06 3/ 7 . D

2 , /, 2, /.

TERMODINMICA

10/32

= +

V

,

T

VC,

T

VC,

T

)2()()(

2

ee

eevc gz

c

umtEtE +++=

)2

()()(

2

ss

ssvc gzc

umttEttE ++++=+


A AA A

TERMODINMICA

WQ)t(E)tt(EE =+=

)2

()2

()()(

22

ss

ssee

eevcvc gzc

umgzc

umWQtEttE +++++=+

)

2

()

2

(

22

ss

ssee

eevc gz

cumgz

cumWQ

dt

dE+++++= &&&&

B ():

P P:

8/10/2019 4.TEMA

6/16

11/32

T VC:

vcflujo dWdWdW +=

Transferencia relacionada con otros trabajos realizados por el VC M D C

T :T .


AA AA

TERMODINMICA

W: W:

)()( ssssss vPmCAP =v

ACm =&

eeeeeeeeeeflujo vdmPdVPdxAPdxFdW ====,

ssssssssssflujo vdmPdVPdxAPdxFdW ====,

)(,, eesssflujoeflujoflujo vPvPdmdWdWdW =+=

)()( PVVPVPW eessflujo ==

VdP)PV(dVdPVdPPdVPdVW =+==

=== VdP)PV(VdP)PV(dWW

== VdPWWW flujovc

12/32

)()()()( eeesssvceeesssvcflujovc vPmvPmWCAPCAPWWWW +=+=+= &&&&&

)2

()2

(22

ss

ssssee

eeeevcvcvc gz

cvPumgz

cvPumWQ

dt

dE+++++++= &&&&

AA AA

AA


AA AA

TERMODINMICA

Pvuh +=

+++++=s

ss

ss

e

ee

esvcvcvc gz

chmgz

chmWQ

dt

dE)

2()

2(

22

&&&&

ssA

n

eeA

nvcvcVV

dAcgzchdAcgzchWQdVgzcudtddVe

dtd

++

+++=

++= )

2()

2(

2

222&&

FORMA INTEGRAL

T VC

B P:

8/10/2019 4.TEMA

7/16

13/32

T W PROCESOS POLITRPICOS

( ) )(1

11

2

1 22

/1

/12

1

vPvPn

n

P

dPktevdP

m

W

n

n

reversible

vc

===

&

&

( ) ( )12112

1

2

1/ln PPvP

P

dPktevdP

m

W

reversible

vc ===

&

&

1

=1

ctePvn =


AA AA

TERMODINMICA

P G I

)(1

12 TTn

nR

m

W

rev

vc

=

&

& n/)1n(

1

2

1

2

P

P

T

T

=

=

1

1

/)1(

1

21

nn

rev

vc

P

P

n

nRT

m

W

&

&

=

1

2lnP

PRT

m

W

rev

vc

&

&

RTPv=

1

=1

14/32

El estado de las masa que intercambia y acumula el VC no vara con el tiempo. Los flujos de masa, transferencia de calor y trabajo permanecen constantes. El VC no acumula masa, dmvc/dt=0

E E/=0 (E VC )

22

=e

e

s

s mm &&

4.3 ANALISIS DE VC EN ESTADO ESTACIONARIO

AA AA A A AA

TERMODINMICA

Si se considera una sola entrada y salida para cada volumen de control:

+++++=s

ss

si

e

ee

eevcvc gzc

hmgzc

hmWQ )2

()2

(0 &&&&

mmm 21 &&& ==

)(2

)(

)(0 21

2

2

2

1

21 zzg

cc

hhm

W

m

Q vcvc

+

++= &

&

&

&

8/10/2019 4.TEMA

8/16

15/32

TOBERAS Y DIFUSORES : ( ) : () ( )

22

&&

21kb mm

dt

dm&& =

T


(A AA)

TERMODINMICA

D

)gz2

h(m)gz2

h(mWQdt

22

2211

11kbkbb +++++= &&

2

)cc()hh(0

2

2

2

121

+=

16/32

4.2 ( 4.3.) A P1= 40 , T1= 400 C, 10 /. E . A , P2 = 15 665 /. E

2 /. D , 2.

TERMODINMICA

8/10/2019 4.TEMA

9/16

17/32

TURBINASE .T :

(P2

8/10/2019 4.TEMA

10/16

19/32

COMPRESORES Y BOMBAS: .: .

O: .

21kb mm

dt

dm&& =

(A AA)


TERMODINMICA

)gz2

ch(m)gz

2

ch(mWQ

dt

dE2

2

2221

2

111kbkb

kb +++++= &&&&

COMPRESOR ALTERNATIVOCOMPRESORES ROTATIVOS

20/32

4.4 ( 4.5.)E 1, T:290K 6/ 0,1 2. E , 7, T:450K 2/. E 180K/. E , , W

TERMODINMICA

8/10/2019 4.TEMA

11/16

21/32

INTERCAMBIADORES DE CALORS .A: .

dm vc&& =

(A AA)


TERMODINMICA

I. C

E/P

F

+=s

sse

eevc hmhmQ &&&0

21dt

++ +++=s

ss

sse

ee

eevcvcvc gz

chmgz

chmWQ

dt

dE)

2()

2(

22

&&&&

22/32

4.5. ( 4.7.) A 0,1 0,95 0,1 45C. E 20C 35C . E . P , .() L .() L ,

J .

TERMODINMICA

8/10/2019 4.TEMA

12/16

23/32

DISPOSITIVOS DE ESTRANGULAMIENTO ( )R L .

A: .

21 mmdt

dm vc&& =

(A AA)


TERMODINMICA

)2

()2

( 22

2211

11 gzc

hmgzc

hmWQdt

dEvcvc

vc +++++= &&&&

21 hh =

S . S :

24/32

4.6 ( 4.9.)U 20. U 1. L , , 120C. C .

TERMODINMICA

8/10/2019 4.TEMA

13/16

25/32

INTEGRACIN DE SISTEMASE , .

E.: C .

(A AA)


TERMODINMICA

26/32

TERMODINMICA

Velocidad: m/sAceleracin: m/s2

Fuerza (ma): kgms NPresin: kg m/s2 (N/m2) PaEnerga: kgm2/s2 (N m) JPotencia: kgm2/s3 (J/s) W

8/10/2019 4.TEMA

14/16

27/324.7 ( 4.10.) E 204,5C 1 , 5663,4 3/. S . E , 126,7C 1 124,75 / 2,76 38,9C. A 0,069 93%. E , E E. S .) C , W) C C) A 0,08 W, 8.000

, /

TERMODINMICA

28/32

4.8 ( 4.2254.82)U , , F.D , , , T3, K, W.

TERMODINMICA

8/10/2019 4.TEMA

15/16

29/32

4.9 ( 4.25 54.85)L F. . E . E 109 /. L .D () . () , /.

TERMODINMICA

30/32

4.10 ( 4.24 54.84) L F. E 134 , . E 4,6 /. D:) , /,

,)

TERMODINMICA

8/10/2019 4.TEMA

16/16

31/32

M .P , .

AA AA

dtmdtmdtdtdm t

s

st

e

et vc

=

000&&

=

s

t

s

e

t

evcvc dtmdtmmtm00

)0()( &&


TERMODINMICA

=t

es dtmm0

&

=t

ss dtmm0

&

=s

s

e

evcvc mmmtm )0()(

VARIACIN DE MASA DEL VOLUMEN DE CONTROL

32/32

AA A

+=

s

t

ss

e

t

eevcvcvcvc dthmdthmWQUtU

00)0()( &&&&

&&

ss

t

ss

t

ss mhdtmhdthm == 00 &&

ee

t

ee

t

ee mhdtmhdthm == 00 &&

VARIACIN DE ENERGA DEL VOLUMEN DE CONTROL U

S

:


TERMODINMICA

+=s

ss

e

eevcvcvcvc mmWQUtU 0

)(

)()(

tv

tVtm vcvc = )()()( tutmtU vcvc =

ESTADO UNIFORME: L : , () (). E .

4.TEMA

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