Termohidraulica CLV seleccion nivel A

8/18/2019 Termohidraulica CLV seleccion nivel A

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TERMOHIDRÁULICA

SELECCIÓN

NIVEL AInstituto Nacional de Investigaciones Nucleares

CENTRAL NUCLEAR LAGUNA VERDE



OBJETIVO GENERAL

Aplicar correctamete lo! pricipio! "#!ico! $e laAplicar correctamete lo! pricipio! "#!ico! $e la

Termo%i$r#&licaTermo%i$r#&lica



OBJETIVOS ES'EC()ICOS

De!cri"ir lo! cocepto! $e !i!tema* propie$a$De!cri"ir lo! cocepto! $e !i!tema* propie$a$termo$i#mica* proce!o! termo$i#mico!* +ol&metermo$i#mica* proce!o! termo$i#mico!* +ol&mee!pec,-ico . $e!i$a$/e!pec,-ico . $e!i$a$/

E0plicar el cocepto $e pre!i1 . !&! tipo!/E0plicar el cocepto $e pre!i1 . !&! tipo!/

E0plicar el cocepto $e temperat&ra* !&! e!cala! .E0plicar el cocepto $e temperat&ra* !&! e!cala! .co+er!ioe!/co+er!ioe!/

De!cri"ir el cocepto $e co!er+aci1 $e ma!a . eer2,a/De!cri"ir el cocepto $e co!er+aci1 $e ma!a . eer2,a/

E0plicar la! -orma! $e eer2,a/E0plicar la! -orma! $e eer2,a/ E0plicar el cocepto $e !&!tacia p&ra/E0plicar el cocepto $e !&!tacia p&ra/

E0plicar el cam"io $e -a!e* la! propie$a$e! $eE0plicar el cam"io $e -a!e* la! propie$a$e! $e

e+aporaci1 . $etermiar# propie$a$e! $e e!ta$o/e+aporaci1 . $etermiar# propie$a$e! $e e!ta$o/



Aplicar la Ec&aci1 $e Bero&lli . el N3mero $eAplicar la Ec&aci1 $e Bero&lli . el N3mero $eRe.ol$!/Re.ol$!/

E0plicar el proce!o $e tra!-erecia $e calor . !&!E0plicar el proce!o $e tra!-erecia $e calor . !&!mecai!mo! $e tra!-erecia/mecai!mo! $e tra!-erecia/

Re!ol+er pro"lema! relacioa$o! co lo! proce!o! $eRe!ol+er pro"lema! relacioa$o! co lo! proce!o! $etra!-erecia $e calor/tra!-erecia $e calor/

De!cri"ir el ciclo termo$i#mico $e &a CetralDe!cri"ir el ciclo termo$i#mico $e &a CetralN&cleoel4ctrica B5R/N&cleoel4ctrica B5R/

OBJETIVOS ES'EC()ICOS



Termo%i$r#&lica

La eer2,a 6&e !e li"era e el 3cleo $elLa eer2,a 6&e !e li"era e el 3cleo $elreactor $e"e $e !er e0tra,$a . apro+ec%a$areactor $e"e $e !er e0tra,$a . apro+ec%a$a

como tra"a7o 3til/como tra"a7o 3til/

Se $e"e e!t&$iar lo! a!pecto! t4rmico! eSe $e"e e!t&$iar lo! a!pecto! t4rmico! e%i$r#&lico! a!ocia$o! al reactor &clear . a%i$r#&lico! a!ocia$o! al reactor &clear . ala cetral/la cetral/



Termo$i#mica

E! la ciecia 6&e e!t&$ia la relaci1 6&e e0i!te etreE! la ciecia 6&e e!t&$ia la relaci1 6&e e0i!te etrela! +ariacioe! $e eer2,a $e & !i!tema . lo!la! +ariacioe! $e eer2,a $e & !i!tema . lo!

cam"io! -,!ico! .8o 6&,mico! 6&e !e pro$&ce e elcam"io! -,!ico! .8o 6&,mico! 6&e !e pro$&ce e el

mi!momi!mo

– Calor e tra"a7o/Calor e tra"a7o/

– Tra"a7o e eer2,a ci4ticaTra"a7o e eer2,a ci4tica

– Eer2,a &clear e eer2,a t4rmica/Eer2,a &clear e eer2,a t4rmica/

– Eer2,a $e com"&!ti"le -1!il e eer2,a t4rmica/Eer2,a $e com"&!ti"le -1!il e eer2,a t4rmica/

– Eer2,a t4rmica e eer2,a el4ctrica/Eer2,a t4rmica e eer2,a el4ctrica/



'arte $el &i+er!o ai!la$o $el re!to me$iate &o! l,mite!'arte $el &i+er!o ai!la$o $el re!to me$iate &o! l,mite!o -rotera! co el prop1!ito $e !& e!t&$io* e0perimetal oo -rotera! co el prop1!ito $e !& e!t&$io* e0perimetal o

te1ricote1rico

Si!tema a"ierto9Si!tema a"ierto9 E! a6&el 6&e permite el pa!o $e ma!a . eer2,a a tra+4! $e la -rotera/E! a6&el 6&e permite el pa!o $e ma!a . eer2,a a tra+4! $e la -rotera/

Si!tema cerra$o9Si!tema cerra$o9 E! a6&el 6&e permite el pa!o $e eer2,a pero o $e ma!a a tra+4! $eE! a6&el 6&e permite el pa!o $e eer2,a pero o $e ma!a a tra+4! $e

la -rotera/la -rotera/

Si!tema ai!la$o9Si!tema ai!la$o9 E! a6&el 6&e o permite el pa!o $e eer2,a i ma!a a tra+4! $e laE! a6&el 6&e o permite el pa!o $e eer2,a i ma!a a tra+4! $e la

-rotera/-rotera/

Si!tema



El concepto de SISTEMA es aplicado frecuentemente en elestudio de equipos, como son:

Compre!ore!Bom"a!

itercam"ia$ore! $e calor Cal$era!

T&r"ia!Co$e!a$ore!etc/

En estos casos es más conveniente seleccionar un volumende control, es decir, una región del espacio a través del cualsucede el fluo!

El volumen de control es ar"itrario # sus fronteras,

imaginarias o reales, forman la superficie de control!


http://slidepdf.com/reader/full/termohidraulica-clv-seleccion-nivel-a 10/139 C & a l e !

! o

p a r t e

! $ e

c o

t r o l r e a l

. c & a l e ! i

m a 2 i

a r i a

!



S&!tacia operate o -l&i$o $e tra"a7o9 E! el me$io a tra+4!S&!tacia operate o -l&i$o $e tra"a7o9 E! el me$io a tra+4!$el c&al !e reali:a lo! itercam"io! o tra!-ormacioe! $e$el c&al !e reali:a lo! itercam"io! o tra!-ormacioe! $eeer2,a/ La! caracter,!tica! $el -l&i$o !e cooce comoeer2,a/ La! caracter,!tica! $el -l&i$o !e cooce comopropie$a$e!/propie$a$e!/

'ropie$a$e! termo$i#mica!9 So a6&ella! 6&e !e emplea'ropie$a$e! termo$i#mica!9 So a6&ella! 6&e !e empleapara $etermiar el e!ta$o termo$i#mico/para $etermiar el e!ta$o termo$i#mico/

'ropie$a$e! Ite!i+a!9 So propie$a$e! i$epe$iete!'ropie$a$e! Ite!i+a!9 So propie$a$e! i$epe$iete!$e la ma!a $el !i!tema/$e la ma!a $el !i!tema/

'ropie$a$e! E0te!i+a!9 So propie$a$e! $epe$iete! $e'ropie$a$e! E0te!i+a!9 So propie$a$e! $epe$iete! $e

la ma!a $el !i!tema/la ma!a $el !i!tema/

'ropie$a$e! . proce!o!termo$i#mico!



're!i1

Temperat&ra

De!i$a$

Vol&me e!peci-ico

Vol&me total

Ma!a total

Eer2,a total



'roce!o9'roce!o9 E! el cam"io $e la! propie$a$e!E! el cam"io $e la! propie$a$e!termo$i#mica!/termo$i#mica!/

E!ta$o9E!ta$o9 E0i!tecia $e &a !&!tacia a &a pre!i1 .E0i!tecia $e &a !&!tacia a &a pre!i1 .temperat&ra $a$a/temperat&ra $a$a/

La! propie$a$e! termo$i#mica! e lo! e!ta$o! iicial .La! propie$a$e! termo$i#mica! e lo! e!ta$o! iicial .

-ial !o i$epe$iete! $el proce!o-ial !o i$epe$iete! $el proce!o

Ciclo9Ciclo9 Ua !&!tacia $e tra"a7o e0perimeta &aUa !&!tacia $e tra"a7o e0perimeta &a!erie $e proce!o! tal 6&e re2re!a al e!ta$o!erie $e proce!o! tal 6&e re2re!a al e!ta$o

6&e te,a ori2ialmete/6&e te,a ori2ialmete/

'ropie$a$e! . proce!o!termo$i#mico!



Si!tema $e Ui$a$e!

SI Si!tema M4trico$e I2eier,a Si!tema I2l4!$e I2eier,a

L* T . M L* T . M L* T . M

Ma!a e kg Kg m ;<ilo2ramo ma!a= lbm ;li"ra ma!a=

F = ma

F e N Kg f ;<ilo2ramo -&er:a= lbf ;li"ra -&er:a=

c g

ma F =

c g

ma F =

281.9 skg

mkg g

f

mc −

−=

2174.32

slb

ft lb g

f

mc −

−=



Vol&me e!pec,-ico

Vol&me oc&pa$o por &i$a$ $e ma!a $e la !&!taciaVol&me oc&pa$o por &i$a$ $e ma!a $e la !&!tacia

Ui$a$e!9

mmm

lb

ft

gr

cm

Kg

m 333

óó

oconsideradvolumendelasa:

sustancialadeolumen:

M M

V V

M

V v

=



De!i$a$

La $e!i$a$ e! el i+er!o $el +ol&me e!pec,-ico!La $e!i$a$ e! el i+er!o $el +ol&me e!pec,-ico!

Ma!a $e la !&!tacia por &i$a$ $e +ol&me oc&pa$oMa!a $e la !&!tacia por &i$a$ $e +ol&me oc&pa$o

por la mi!mapor la mi!ma

Ui$a$e!9 333 óó ft

lb

cm

gr

m

Kg mmm

o.consideradvolumendelasa:

ysustancia,ladeolumen:

M M

V V

V

M = ρ

v

1= ρ



La $e!i$a$ $epe$e $eLa $e!i$a$ $epe$e $em&c%o! -actore!* tale! comom&c%o! -actore!* tale! como

la temperat&ra . la pre!i1 ala temperat&ra . la pre!i1 a6&e e!t4 !ometi$o/6&e e!t4 !ometi$o/

'ara l,6&i$o! !&"e-ria$o!* la'ara l,6&i$o! !&"e-ria$o!* la

$e!i$a$ +ar,a m&. poco$e!i$a$ +ar,a m&. poco$etro $e amplio! l,mite! $e$etro $e amplio! l,mite! $epre!i1 . temperat&ra* a!,pre!i1 . temperat&ra* a!,6&e !e p&e$e co!i$erar6&e !e p&e$e co!i$erar

co!tate/co!tate/

'ara lo! 2a!e! e! m&.'ara lo! 2a!e! e! m&.!e!i"le a lo! cam"io! $e!e!i"le a lo! cam"io! $etemperat&ra . pre!i1/temperat&ra . pre!i1/

S&!tacia De!i$a$2r8cm>

Agua $

Aluminio %!& Acero &!'

(ierro &!'

Mercurio $)!*

(ielo +!%-o"re '!

.aton '!*

/ronce '!*

0ro $!)

1lata $+!2

1latino %$!3

Alco4ol et5lico +!'$



E! la compoete perpe$ic&lar $e laE! la compoete perpe$ic&lar $e la-&er:a e7erci$a por &i$a$ $e #rea-&er:a e7erci$a por &i$a$ $e #rea A

F P =

're!i1

? atm ?@?/> <'a

?/ p!ia 1 l"-8i

?/@?> "ar

cm H2

F/F? i H2

?/@>> 2-8cm

@ Torr

Ui$a$e! e el SI 1ascales 6$ 1a 7 $ 89m%

kPa98.1cm

kg1

2

f =



're!i1 atmo!-4rica ormal9 E! la 6&e e7erce el pe!o're!i1 atmo!-4rica ormal9 E! la 6&e e7erce el pe!o$el aire $e la atm1!-era !o"re la &i$a$ $e #rea $el pi!o$el aire $e la atm1!-era !o"re la &i$a$ $e #rea $el pi!oa i+el $el mar a @C/a i+el $el mar a @C/

're!i1 "arom4trica ;o atmo!-4rica local =9 E! la're!i1 "arom4trica ;o atmo!-4rica local =9 E! lapre!i1 6&e e7erce el pe!o $el aire $e la atm1!-erapre!i1 6&e e7erce el pe!o $el aire $e la atm1!-era!o"re el pi!o e el l&2ar $o$e !e reali:a la me$ici1/!o"re el pi!o e el l&2ar $o$e !e reali:a la me$ici1/

're!i1 maom4trica9 E! la pre!i1 me$i$a toma$o're!i1 maom4trica9 E! la pre!i1 me$i$a toma$ocomo re-erecia lo! alre$e$ore!* !ie$o 4!tacomo re-erecia lo! alre$e$ore!* !ie$o 4!tacom3mete la atmo!-4rica local/com3mete la atmo!-4rica local/

Tipo! $e pre!i1



're!i1 a"!ol&ta9 E! la !&ma $e la! pre!ioe!'re!i1 a"!ol&ta9 E! la !&ma $e la! pre!ioe!maom4trica . atmo!-4rica local/maom4trica . atmo!-4rica local/

're!i1 $e +ac,o9 E! &a pre!i1 maom4trica !1lo 6&e're!i1 $e +ac,o9 E! &a pre!i1 maom4trica !1lo 6&emeor 6&e la atmo!-4rica local e co!ec&ecia !e $icemeor 6&e la atmo!-4rica local e co!ec&ecia !e $ice6&e e!t# al +ac,o ;e2ati+a=/6&e e!t# al +ac,o ;e2ati+a=/

're!i1 %i$ro!t#tica9 E! la pre!i1 6&e !e e7erce !o"re &'re!i1 %i$ro!t#tica9 E! la pre!i1 6&e !e e7erce !o"re &#rea $e"i$o al pe!o $e & -l&i$o 6&e !e ec&etra !o"re#rea $e"i$o al pe!o $e & -l&i$o 6&e !e ec&etra !o"reella $irecta o i$irectamete/ella $irecta o i$irectamete/

Tipo! $e pre!i1



ATMÓS)ERA

' R E S

I Ó N

A B S O

L U T A

'RESI NABSOLUTA

'RESI NBAROMTRICALOCAL

'RESIÓN ATMOS)RICA ESTÁNDAR

'RESIÓN ATMOS)RICA LOCAL

CERO ABSOLUTO ;VAC(O TOTAL=

'RESI NMANOMTRICA

VAC(O DESUCCIÓN

NEGATIVO'RESIÓN MANOMTRICA



'/ A"!ol&ta ;p!ia='/ A"!ol&ta ;p!ia= '/ Atm/ local ;p!ia= K '/ Maom4trica '/ Atm/ local ;p!ia= K '/ Maom4trica;p!i2=;p!i2=

're!i1 ;p!i='re!i1 ;p!i= 're!i1 ;p&l2 $e H2= @/F? 're!i1 ;p&l2 $e H2= @/F?

're!i1 ;p!i='re!i1 ;p!i= 're!i1 ;-t $e HO= @/>> 're!i1 ;-t $e HO= @/>>

'/ A"!ol&ta ;p!ia='/ A"!ol&ta ;p!ia= '/ Atm/ local ;p!ia= '/ $e Vac,o ;p!i+= '/ Atm/ local ;p!ia= '/ $e Vac,o ;p!i+=

're!i1 atmo!-4rica ormal're!i1 atmo!-4rica ormal

F/F p&l2 $e H2F/F p&l2 $e H2 ?/ p!ia ?/ p!ia

>>/F -t $e HO >>/F -t $e HO

)orm&la! para pre!i1



T i p

o !

$ e m a

1 m e

t r o !



E7emplo ?

La pre!i1 $el +apor !o"re &a t&r"ia e! $e F@ p!i2/ ElLa pre!i1 $el +apor !o"re &a t&r"ia e! $e F@ p!i2/ El+ac,o $el co$e!a$or pricipal e! $e p&l2a$a! $e+ac,o $el co$e!a$or pricipal e! $e p&l2a$a! $emerc&rio* . & me$i$or $e pre!i1 e el ca"e:al $elmerc&rio* . & me$i$or $e pre!i1 e el ca"e:al $elco$e!a$o $e la "om"a $e !&cci1 $a &a lect&ra $e ?@ -tco$e!a$o $e la "om"a $e !&cci1 $a &a lect&ra $e ?@ -t$e a2&a/ La pre!i1 atm e! $e >@/ p&l2a$a! $e merc&rio*$e a2&a/ La pre!i1 atm e! $e >@/ p&l2a$a! $e merc&rio*Ec&etre9Ec&etre9

a=a= La pre!i1 a"!ol&ta $el +apor e p!iaLa pre!i1 a"!ol&ta $el +apor e p!ia

a=a= La pre!i1 a"!ol&ta $el co$e!a$or primario e p!ia .La pre!i1 a"!ol&ta $el co$e!a$or primario e p!ia .

a=a= La pre!i1 maom4trica e el ca"e:al $el co$e!a$o $e la "om"a $e !&cci1 . la pre!i1La pre!i1 maom4trica e el ca"e:al $el co$e!a$o $e la "om"a $e !&cci1 . la pre!i1

a"!ol&ta e p!i/a"!ol&ta e p!i/



Sol&ci1/PSol&ci1/Pa=a='/ Atm/ local ;p!ia='/ Atm/ local ;p!ia= '/ Atm/ ;p&l2/ H2=@/F? '/ Atm/ ;p&l2/ H2=@/F?

>@/ @/F? >@/ @/F? ?/ p!ia ?/ p!ia

'/ A"!ol&ta ;+apor='/ A"!ol&ta ;+apor= '/ Maom4trica K '/ Atm '/ Maom4trica K '/ Atm F@ K ?/ F@ K ?/ F/ p!ia F/ p!ia

"="=

'/ Vac,o $el co$e!a$or '/ Vac,o $el co$e!a$or '/ De Vac,o ;p&l2/ H2=@/F? '/ De Vac,o ;p&l2/ H2=@/F? @/F? @/F? ?>/ p!i ?>/ p!i

'/ A"!ol&ta local ;co$e!a$or='/ A"!ol&ta local ;co$e!a$or= '/ Atm/ '/ Vac,o '/ Atm/ '/ Vac,o

?/ ?>/ ?/ ?>/ ?/?@ p!ia ?/?@ p!ia

E7emplo ?



Sol&ci1/PSol&ci1/Pc=c='/ S&cci1 ;p!i2='/ S&cci1 ;p!i2= '/ S&cci1 ;-t $e a2&a=@/>> '/ S&cci1 ;-t $e a2&a=@/>>

?@/@ @/>> ?@/@ @/>> />> p!i2 />> p!i2

'/ A"!ol&ta ;!&cci1='/ A"!ol&ta ;!&cci1= '/ S&cci1 K '/ Atm local '/ S&cci1 K '/ Atm local

/>> p!i2 K ?/ p!ia />> p!i2 K ?/ p!ia ?F/? p!ia ?F/? p!ia

E7emplo ?



U +ac&1metro ;ma1metro 6&e mi$e la pre!i1 $e +ac,o=U +ac&1metro ;ma1metro 6&e mi$e la pre!i1 $e +ac,o=mi$e / p!i e &a com&i$a$ e $o$e la pre!i1mi$e / p!i e &a com&i$a$ e $o$e la pre!i1atmo!-4rica e! $e ?/ p!i/ Determiar la pre!i1 a"!ol&ta/atmo!-4rica e! $e ?/ p!i/ Determiar la pre!i1 a"!ol&ta/

Sol&ci19Sol&ci19

La pre!i1 a"!ol&ta e! -#cilmete calc&la$a9La pre!i1 a"!ol&ta e! -#cilmete calc&la$a9

'a"!'a"! 'atm '+ac 'atm '+ac ?/ p!i / p!i ?/ p!i / p!i / p!ia / p!ia

E7emplo



La! $i-erecia! $e pre!i1 !e mi$e co &La! $i-erecia! $e pre!i1 !e mi$e co &aparato cooci$o como ma1metro* el c&al e! &aparato cooci$o como ma1metro* el c&al e! &t&"o e U 6&e cotiee & -l&i$o como merc&rio*t&"o e U 6&e cotiee & -l&i$o como merc&rio*

a2&a* alco%ol* aceite* etre otro!a2&a* alco%ol* aceite* etre otro!

Di-erecia $e pre!i1



1resión estática cuando un fluido está en reposo # tieneuna energ5a potencial gravitacional, carga estática!

Si el fluido se pone en movimiento adquiere velocidad por

lo que tendrá una presión dinámica # una energ5a cinética,carga dinámica!

're!i1Car2a! e!t#tica! . $i#mica!



Se tiee el !i2&ieteSe tiee el !i2&iete

ma1metro9ma1metro9

h g

g P P P

h g

g P P

g

g Ah

g

g V

g

g mW

W AP AP

C

atm

C

atm

C C C

atm

ρ

ρ

ρ ρ

=−=∆

+=

===

+=

1

1

1 1!

;onde el peso es:

Sustitu#endo en 6$:

<inalmente la diferenciade presión será:

−

−2

2.32

unidadesdecorrecciónde"onstante:

seg lb

lb ft

g

f

m

C

're!i1 %i$ro!t#tica



U!te$ !e ec&etra a &a pro-&$i$a$ $e >@ -t e a2&aU!te$ !e ec&etra a &a pro-&$i$a$ $e >@ -t e a2&a$&lce$&lce

a= QC&#l e! la pre!i1 $e"i$a al a2&aa= QC&#l e! la pre!i1 $e"i$a al a2&a"= QC&#l e! la pre!i1 a"!ol&ta"= QC&#l e! la pre!i1 a"!ol&ta

Sol&ci19

22

2

2

3 1318723#$2.32

2.32$4.%2

in

lb

ft

lb ft

seg lb

ft lb

seg

ft

ft

lbh

g

g P

f f

f

m

m

C

==

−

−==∆ ρ

psiain

lb

in

lb P

f f

abs 7.27137.1422 =+=

a)

b)

= (acerlo en el SI

E7emplo >



Temperat&ra

E! &a propie$a$ ite!i+a 6&e !ir+e paraE! &a propie$a$ ite!i+a 6&e !ir+e para

c&ati-icar la cati$a$ $e eer2,a itera $e lac&ati-icar la cati$a$ $e eer2,a itera $e lamateria e & !i!temamateria e & !i!tema



E!cala! relati+a!E!cala! relati+a!Ba!a$a! e el p&to $e co2elaci1 . e+aporaci1 $elBa!a$a! e el p&to $e co2elaci1 . e+aporaci1 $ela2&aa2&a

)a%re%eit)a%re%eit ;>) P ?)=;>) P ?)=Cet,2ra$aCet,2ra$a ; @C P ?@@C=; @C P ?@@C=

T;)= ?/T;C=K>T;)= ?/T;C=K>

E!cala! A"!ol&ta!E!cala! A"!ol&ta!Ba!a$a! e el cero a"!ol&toBa!a$a! e el cero a"!ol&to

Ra<ie ;@ R P@ )=Ra<ie ;@ R P@ )= el+i ;@ P> C=el+i ;@ P> C=T R T ) K @T R T ) K @ T T C K >T T C K >

E!cala $e temperat&ra



E7emplo ?

U recipiete cotiee & l,6&i$o a CU recipiete cotiee & l,6&i$o a CQC&#l e! la temperat&ra e )* . RQC&#l e! la temperat&ra e )* . R

Sol&ci19Sol&ci19De la relaci1 etre 2ra$o! cet,2ra$o! . -a%re%eitDe la relaci1 etre 2ra$o! cet,2ra$o! . -a%re%eit!e tiee9!e tiee9

A$em#! $e la relaci1 etre cet,2ra$o! . el+i !eA$em#! $e la relaci1 etre cet,2ra$o! . el+i !e

tiee9tiee9

)ialmete $e la relaci1 etre 2ra$o! )a%re%eit .)ialmete $e la relaci1 etre 2ra$o! )a%re%eit .

Ra<i !e iee9Ra<i !e iee9

( ) ( ) ( ) F C T F T °−=+−=+°=° 4.7232&8$8.1328.1

( ) ( ) K C T K T 21&273&8273 =+−=+°=

( ) ( ) R F T RT %.3874%#4.724%# =+−=+°=



La temperat&ra $e etra$a $el +apor pricipal e &aLa temperat&ra $e etra$a $el +apor pricipal e &at&r"ia e! $e C/t&r"ia e! $e C/

QC&#l e! la temperat&ra e 2ra$o! )a%re%eit* el+iQC&#l e! la temperat&ra e 2ra$o! )a%re%eit* el+i

. Ra<ie. Ra<ie

Sol&ci19Sol&ci19

( ) ( ) ( ) F C T F T °=+=+°=° &&#32288$&

932

&

9

( ) ( ) K C T K T &%1273288273 =+=+°=

( ) ( ) R F T RT 1#1#4%#&&#4%# =+=+°=

E7emplo



D&rate & proce!o $e caletamieto* la temperat&ra $eD&rate & proce!o $e caletamieto* la temperat&ra $e

& !i!tema a&meta ?@C/& !i!tema a&meta ?@C/E0pre!ar e!te a&meto e temperat&ra e * ) . R/E0pre!ar e!te a&meto e temperat&ra e * ) . R/

Sol&ci19Sol&ci19

E!te pro"lema tiee 6&e +er co cam"io! $e temperat&ra*E!te pro"lema tiee 6&e +er co cam"io! $e temperat&ra*lo! c&ale! !o i$4tico! para la! e!cala! el+i .lo! c&ale! !o i$4tico! para la! e!cala! el+i .cet,2ra$a9cet,2ra$a9

El cam"io $e temperat&ra e )a%re%eit e!tar# $a$o por9El cam"io $e temperat&ra e )a%re%eit e!tar# $a$o por9

Lo! cam"io! $e temperat&ra e la! e!cala! )a%re%eit .Lo! cam"io! $e temperat&ra e la! e!cala! )a%re%eit .

Ra<ie !o i2&ale!* por lo tato9Ra<ie !o i2&ale!* por lo tato9

( ) ( ) K C T K T 1#=°∆=∆

( ) ( ) F C T F T °=°∆=°∆ 188.1

( ) ( ) R F T RT 18=°∆=∆

E7emplo >



Tipo! $e

termometro!



Le. $e Co!er+aci1$e la ma!a

La ma!a o !e crea i !e $e!tr&.e . !& cati$a$ !eLa ma!a o !e crea i !e $e!tr&.e . !& cati$a$ !eco!er+a co!tateco!er+a co!tate

La+oi!ier* e Reaccioe! ),!ica! . &,mica!/La+oi!ier* e Reaccioe! ),!ica! . &,mica!/

El e&cia$o aterior implica & "alaceEl e&cia$o aterior implica & "alace

ENTRADAS SALIDASENTRADAS SALIDAS

@ ENTRADAS SALIDAS@ ENTRADAS SALIDAS

E ca!o $e & $e!"alace !e tiee9E ca!o $e & $e!"alace !e tiee9

ACUMULACIÓN ENTRADAS P SALIDAACUMULACIÓN ENTRADAS P SALIDA



E0pre!a$o la cati$a$ $e ma!a 6&e -l&.e coE0pre!a$o la cati$a$ $e ma!a 6&e -l&.e core!pecto al tiempo como 2a!to ma!i+o 1 -l&7o $ere!pecto al tiempo como 2a!to ma!i+o 1 -l&7o $ema!a teemo!9ma!a teemo!9

'ricipio $e co!er+aci1'ricipio $e co!er+aci1

Si la ma!a $etro $e & !i!tema permaece co!tateSi la ma!a $etro $e & !i!tema permaece co!tateco el tiempo* teemo!9co el tiempo* teemo!9

#

=dt

dm

Co!er+aci1 $e la ma!a

dt

dmm =•



Lo 6&e etra a & !i!tema tiee 6&e !alir mateie$oLo 6&e etra a & !i!tema tiee 6&e !alir mateie$oel -l&7o m#!ico co!tate a tra+4! $el !i!temael -l&7o m#!ico co!tate a tra+4! $el !i!tema

∑∑ −= S E mmdt

dm

En función del gasto másico ofluo de masa

;onde

v Am ρ =




Veloci$a$ $e -l&7oVeloci$a$ $e -l&7o

Mo+imieto $e -l&i$o! a tra+4! $e &a t&"er,a/Mo+imieto $e -l&i$o! a tra+4! $e &a t&"er,a/

Lle+a &a +eloci$a$ prome$io/Lle+a &a +eloci$a$ prome$io/

.óen 'asodeansversalsección tr lade(rea

.)ó)encovolum*trigasto

.)ó)enflu+odelmediavelocidadv

22

33

ft m A

s ft smG

s ft sm

V

=

=

=

;onde:

A

GV =v




Veloci$a$ $e -l&7oVeloci$a$ $e -l&7o

Ga!to +ol&m4tricoGa!to +ol&m4trico

Ga!to o -l&7o m#!icoGa!to o -l&7o m#!ico

Relaci1 etre am"a!Relaci1 etre am"a!

AGV v=

m AGm == v ρ

33 )ó)enfluidodeldensidad

)ó)enm(sicogasto

ft lbmkg

slb skg G

m

mm

=

=

ρ

V m GG ρ =




Ec&aci1 $e coti&i$a$Ec&aci1 $e coti&i$a$

'ara lle+ar a ca"o el a#li!i! &a t&"er,a !e $e"e partir $e'ara lle+ar a ca"o el a#li!i! &a t&"er,a !e $e"e partir $ela co!er+aci1 $el 2a!to m#!ico* e! $ecir* lo 6&e etrala co!er+aci1 $el 2a!to m#!ico* e! $ecir* lo 6&e etra

e! i2&al a lo 6&e !alee! i2&al a lo 6&e !ale

2211

2211

21

vv

vv

A A

A A

mm

=

=

= ••

ρ ρ

+

A

+?

A?




E7emplo ?Se tiee &a t&"er,a co &a !ecci1 tra!+er!al a la etra$aSe tiee &a t&"er,a co &a !ecci1 tra!+er!al a la etra$a$e ? cm$e ? cm* etra a2&a co &a +eloci$a$ $e > m8! . a la !ali$a* etra a2&a co &a +eloci$a$ $e > m8! . a la !ali$a

!e re2i!tra &a +eloci$a$ $e ? m8!/!e re2i!tra &a +eloci$a$ $e ? m8!/Calc&lar la !ecci1 tra!+er!al $e la t&"er,a a la !ali$a/Calc&lar la !ecci1 tra!+er!al $e la t&"er,a a la !ali$a/

Sol&ci19Sol&ci19

222

2

112

2211

2

1

22

1

3###3.#)1&

)3$##1&.#

v

v

vv

)1&v

)3v##1&.#1&

cmm sm

smm A A

A A

sm

smmcm A

====

=

====



E & !i!tema etra a2&a $&lce co &a +eloci$a$ $eE & !i!tema etra a2&a $&lce co &a +eloci$a$ $e?@-t8!e2 lo! $i#metro! $e etra$a . !ali$a !o . i?@-t8!e2 lo! $i#metro! $e etra$a . !ali$a !o . ire!pecti+amete* ecotrar9re!pecti+amete* ecotrar9

a= La Ta!a $e -l&7o m#!icoa= La Ta!a $e -l&7o m#!ico

"= La ta!a $e -l&7o +ol&m4trico"= La ta!a $e -l&7o +ol&m4tricoc= La +eloci$a$ $el -l&7o a la !ali$a/c= La +eloci$a$ $el -l&7o a la !ali$a/

Sol&ci19

seg

lb

seg

ft

ft in

in

ft

lb Am mm 122

1#

)1444

3%4.%2v

22

2

3111 =

××

==

• π ρ a=

"= seg

ft

seg

ft

ft in

in A

3

22

2

11 9%.11#

)1444

3%v =

×

×== π

E7emplo



c=

seg

ft

in

in

seg

ft

!

!

!

!

!

!

A

A

A A

&.221%

3%1#vv

4

4vv

vv

2

2

22

21

12

21

222

1

22

1

2

2

1

2211

=

==

===

=

π

π

Sol&ci19

E7emplo



Eer2,a La co!er+aci1 $e la eer2,a/P Re!triccioe! paraLa co!er+aci1 $e la eer2,a/P Re!triccioe! para

aplicarla9aplicarla9 – Mi!ma rapi$e: $e etra$a . !ali$a $e la !&!tacia $e tra"a7o/Mi!ma rapi$e: $e etra$a . !ali$a $e la !&!tacia $e tra"a7o/

– La! propie$a$e! $e la !&!tacia $e tra"a7o e el p&to $e iter4! o cam"ia co el tiempo/La! propie$a$e! $e la !&!tacia $e tra"a7o e el p&to $e iter4! o cam"ia co el tiempo/

– El calor . el tra"a7o 6&e etra o !ale o cam"ia co el tiempo/El calor . el tra"a7o 6&e etra o !ale o cam"ia co el tiempo/

La eer2,a o !e crea i !e $e!tr&.e* !olamete !eLa eer2,a o !e crea i !e $e!tr&.e* !olamete !etra!-orma/tra!-orma/

Aplicaci1 $e la co!er+aci1 $e la eer2,a a c&al6&ierAplicaci1 $e la co!er+aci1 $e la eer2,a a c&al6&ierproce!o9 relaci1 etre eer2,a itro$&ci$a al proce!o*proce!o9 relaci1 etre eer2,a itro$&ci$a al proce!o*el tra"a7o 3til o"tei$o $el proce!o . la eer2,a 6&e $e7ael tra"a7o 3til o"tei$o $el proce!o . la eer2,a 6&e $e7ael proce!o/el proce!o/



)orma! $e Eer2,a

Eer2,a Ci4ticaEer2,a Ci4ticaE! la eer2,a re!&ltate $el mo+imieto $e & c&erpoE! la eer2,a re!&ltate $el mo+imieto $e & c&erpo

e relaci1 co otroe relaci1 co otro

c

C g

m E 2v 2=

=

=

v

C E Energía cinética (Joules ó pie-lbf ó m-kgf )

Velocidad del cuerpo (m/s ó pie/s)



Eer2,a 'otecialEer2,a 'otecial

E!ta e! la eer2,a 6&e po!ee & c&erpo $e"i$o a !&E!ta e! la eer2,a 6&e po!ee & c&erpo $e"i$o a !&po!ici1 +ertical co re!pecto a & !i!tema $epo!ici1 +ertical co re!pecto a & !i!tema $e

re-erecia/re-erecia/

E! la eer2,a almacea$a e &a !&!tacia e +irt&$ $eE! la eer2,a almacea$a e &a !&!tacia e +irt&$ $e!& po!ici1/ E! i2&al al tra"a7o re6&eri$o para mo+er &a!& po!ici1/ E! i2&al al tra"a7o re6&eri$o para mo+er &a!&!tacia $e & p&to a otro m#! ele+a$o/!&!tacia $e & p&to a otro m#! ele+a$o/

c

p g

mg" E =

=

====

"

g

g

m

E

c

p Energía potencial (Joules ó pie-lbf ó m-kgf )Masa del cuerpo (Kgm ó en lbm)

onstante gra!itacional ("#$% m/s& ó '&#% pies/s&)

*actor de con!ersión ("#$% kgmm/kgf s& ó '&#% lbmpie/lbf s

&)

+ltura con respecto a un plano de referencia (m ó pies)

)orma! $e Eer2,a



Eer2,a IteraEer2,a IteraE! la eer2,a 6&e tiee la! mol4c&la! 6&e co-ormaE! la eer2,a 6&e tiee la! mol4c&la! 6&e co-orma

la materia . e!t# comp&e!ta por9la materia . e!t# comp&e!ta por9

– Eer2,a ci4tica itera9Eer2,a ci4tica itera9

Movimiento de translación!Movimiento de translación! Movimiento de rotación!Movimiento de rotación! >i"ración de los átomos dentro de las moléculas!>i"ración de los átomos dentro de las moléculas!

– Eer2,a potecial itera9Eer2,a potecial itera9

<uer?a de atracción entre las moléculas que<uer?a de atracción entre las moléculas quecam"ian de posición unas con respecto a otras!cam"ian de posición unas con respecto a otras!

– Se $eota co la letra U 1 & ;!i e! e!pec,-ica=Se $eota co la letra U 1 & ;!i e! e!pec,-ica=

)orma! $e Eer2,a



Eer2,a TotalEer2,a TotalLa eer2,a total e! la !&ma $e la! eer2,a! ci4tica*La eer2,a total e! la !&ma $e la! eer2,a! ci4tica*

potecial e iterapotecial e itera

)orma! $e Eer2,a

# E E E pc ++=

.a energ5a total especifica esta definida por:.a energ5a total especifica esta definida por:

$ g

" g

g

ve

cc

++=2

2



Tra"a7oTra"a7o E! &a eer2,a e tra!ici1/E! &a eer2,a e tra!ici1/

E termo$i#mica e! & itercam"io $e eer2,a etreE termo$i#mica e! & itercam"io $e eer2,a etre& !i!tema . !&! alre$e$ore!/& !i!tema . !&! alre$e$ore!/

E mec#ica* !e e-ect3a & tra"a7o c&a$o &a -&er:aE mec#ica* !e e-ect3a & tra"a7o c&a$o &a -&er:a6&e act3a !o"re & !i!tema le pro$&ce &6&e act3a !o"re & !i!tema le pro$&ce &$e!pla:amieto$e!pla:amieto

La! &i$a$e! $el tra"a7o e! el Jo&le ;J=/La! &i$a$e! $el tra"a7o e! el Jo&le ;J=/

La! &i$a$e! $el tra"a7o por &i$a$ $e ma!a e! J82/La! &i$a$e! $el tra"a7o por &i$a$ $e ma!a e! J82/

La! &i$a$e! $el tra"a7o por &i$a$ $e tiempo e! el 5attLa! &i$a$e! $el tra"a7o por &i$a$ $e tiempo e! el 5att

)orma! $e Eer2,a



La potecia e!ta $e-ii$a por9La potecia e!ta $e-ii$a por9

El tra"a7o $e compre!i1 o e0pa!i1 $e & 2a! e &El tra"a7o $e compre!i1 o e0pa!i1 $e & 2a! e &!i!tema cerra$o e!ta $a$o por9!i!tema cerra$o e!ta $a$o por9

)orma! $e Eer2,a

dT

W W

δ

=

•

∫ =2

1 dV P W



Tra"a7o

El tra"a7o e mec#ica e!ta $a$o por9El tra"a7o e mec#ica e!ta $a$o por9

F%W =

===

%

F

W ,rabao (Joules ó pie-lbf ó m-kgf )

*uer.a ( ó lbf ó kgf )

0espla.amiento (m ó pie)

% Joule 1 % m



E Termo$i#mica* el tra"a7o e!ta e t4rmio! $el 6&eE Termo$i#mica* el tra"a7o e!ta e t4rmio! $el 6&ereali:a &a -&er:a $i!tri"&i$a !o"re & #rea* e! $ecir* &areali:a &a -&er:a $i!tri"&i$a !o"re & #rea* e! $ecir* &apre!i1 ' 6&e act3a a tra+4! $e & +ol&me Vpre!i1 ' 6&e act3a a tra+4! $e & +ol&me V

V P W

PV W A%V

PA%W

A

F P

F%W

∆=−=

=

−=

=

−=

inicialvolumen,finalvolumen=∆V

Tra"a7o

) $ E ,



Calor Calor

E! &a -orma $e eer2,a e tr#!ito a tra+4! $el l,miteE! &a -orma $e eer2,a e tr#!ito a tra+4! $el l,mite6&e !epara a & !i!tema $e !& am"iete/ Dic%a6&e !epara a & !i!tema $e !& am"iete/ Dic%a

tra!-erecia $e eer2,a e! el re!&lta$o $e la $i-ereciatra!-erecia $e eer2,a e! el re!&lta$o $e la $i-erecia$e temperat&ra etre & !i!tema . el me$io 1 etre $e temperat&ra etre & !i!tema . el me$io 1 etre

!i!tema!!i!tema!

Ui$a$e!9Ui$a$e!9

Jo&le!Jo&le!

'iePl"'iePl"- -

calcal

BTUBTU

$ @cal 7 3!$'3 $+) B

=$ /TC 7 $+22 B 7 &&' pieDl"f

=$ @cal 7 3%& mD@gf

$ cal9gr 7 $!' /TC9l"m

)orma! $e Eer2,a

) $ E ,



El calor e! eer2,a 6&e !e tra!-iere $e"i$o a &aEl calor e! eer2,a 6&e !e tra!-iere $e"i$o a &a$i-erecia $e temperat&ra etre el !i!tema . !&!$i-erecia $e temperat&ra etre el !i!tema . !&!alre$e$ore!/alre$e$ore!/

La +eloci$a$ $e tra!-erecia $e calor e!ta $a$a por9La +eloci$a$ $e tra!-erecia $e calor e!ta $a$a por9

)orma! $e Eer2,a

dt

δ =•

) $ E ,



Co+eci1 $e !i2o! para el tra"a7o . calor Co+eci1 $e !i2o! para el tra"a7o . calor

Si & !i!tema %ace tra"a7o !o"re lo! alre$e$ore!* !& +alorSi & !i!tema %ace tra"a7o !o"re lo! alre$e$ore!* !& +alor!er,a po!iti+o/ Si lo! alre$e$ore! %ace tra"a7o !o"re el!er,a po!iti+o/ Si lo! alre$e$ore! %ace tra"a7o !o"re el!i!tema* !er,a e2ati+o/!i!tema* !er,a e2ati+o/

)orma! $e Eer2,a

;K=

SISTEMA

;P=

5 ;K=

5 ;P=

) $ E ,



Etalp,aEtalp,a

'ropie$a$ termo$i#mica 6&e repre!eta la eer2,a 6&e'ropie$a$ termo$i#mica 6&e repre!eta la eer2,a 6&ep&e$e !er apro+ec%a"le* !e $eota co la letra H . !e $e-iep&e$e !er apro+ec%a"le* !e $eota co la letra H . !e $e-ie

como9como9

La! &i$a$e! $e la etalp,a e! el Jo&le ;J=La! &i$a$e! $e la etalp,a e! el Jo&le ;J=

La etalp,a e!peci-ica e!ta $a$a por9La etalp,a e!peci-ica e!ta $a$a por9

PV # & +=

)orma! $e Eer2,a

v P $h +=

' i L $ l T $i # i



'rimera Le. $e la Termo$i#micaD&rate c&al6&ier ciclo 6&e !i2a & !i!tema* la ite2ralD&rate c&al6&ier ciclo 6&e !i2a & !i!tema* la ite2ralc,clica $el calor e! proporcioal a la ite2ral c,clica $elc,clica $el calor e! proporcioal a la ite2ral c,clica $el

tra"a7o/tra"a7o/

La! eer2,a! t4rmica . mec#ica !o co+erti"le!La! eer2,a! t4rmica . mec#ica !o co+erti"le!m&t&amete e &a relaci1 $e mP<2- a ? <cal/m&t&amete e &a relaci1 $e mP<2- a ? <cal/' ( ) $=

=

=

=

'

(

) ,rabao 2ec2o en (m-kgf )/kcal (masa) de sustancia

onstante de Joule 1 & m-kgf /kcal

alor transferido en kcal/kgm de sustancia

' i L $ l T $i # i



El cam"io $e eer2,a total $e & !i!tema cerra$o e!El cam"io $e eer2,a total $e & !i!tema cerra$o e!i2&al al calor tra!-eri$o al !i!tema meo! el tra"a7oi2&al al calor tra!-eri$o al !i!tema meo! el tra"a7oreali:a$o por el !i!temareali:a$o por el !i!tema

'rimera Le. $e la Termo$i#mica

( )

-

-

-

W &

W PV #

PV W #

W #

W # E E

# E E E

W E

C P

C P

−=∆

−=∆+∆∆+−=∆

−=∆

−=∆+∆+∆∆+∆+∆=∆

−=∆

Sistemasa"iertos

Tra"ao de lamasa que entrapara empuar la

masa que sale

PV ∆



Sustancia pura

Compo!ici1 6&,mica %omo24ea e i+aria"le* p&e$eCompo!ici1 6&,mica %omo24ea e i+aria"le* p&e$ee0i!tir e m#! $e &a -a!e/e0i!tir e m#! $e &a -a!e/

La importacia $e la! !&!tacia! p&ra! $e!$e el p&to $eLa importacia $e la! !&!tacia! p&ra! $e!$e el p&to $e+i!ta Termo$i#mico e! 6&e la eer2,a !e p&e$e+i!ta Termo$i#mico e! 6&e la eer2,a !e p&e$e

almacear* tra!portar* co+ertir o &tili:ar* &!a$o &almacear* tra!portar* co+ertir o &tili:ar* &!a$o &l,6&i$o o 2a! como me$io* e! $ecir* como & -l&i$o $el,6&i$o o 2a! como me$io* e! $ecir* como & -l&i$o $etra"a7otra"a7o



Cam"io $e -a!e

Cam"io! e Vol&me 're!i1 . Temperat&ra $el A2&aCam"io! e Vol&me 're!i1 . Temperat&ra $el A2&a



Cam"io $e -a!e

>

VOLUMEN ESPECÍFICO

T

EM

P

E

R

A

T

U

R

A

?



Sol&ci19

"= ;e la <igura !$* para licerina a &+F< se encuentra:

2

21##.2 ft

seg lb f −×≈ − µ

EL RÉGIMEN E LAMINAR

E7emplo

Tipos deTipos de



Tipos deTipos deTra"ao # energ5aTra"ao # energ5a

8om"re8om"re ;efinición;efinición CnidadesCnidades EcuaciónEcuación

Tra"aoTra"aoMecánicoMecánico

<uer?a usada por distancia movida,<uer?a usada por distancia movida,energ5a mecánica en transición!energ5a mecánica en transición! mD@gmD@gf f 9@g9@gmm

-alor -alor Energ5a térmica en transición,Energ5a térmica en transición,converti"le a tra"ao!converti"le a tra"ao! @cal9@g@cal9@gmm

Energ5aEnerg5a1otencial1otencial

Energ5a de"ida a la elevación de unaEnerg5a de"ida a la elevación de unasustancia!sustancia! mD@gmD@gf f 9@g9@gmm

Energ5aEnerg5a-inética-inéticaEnerg5a de"ido al movimiento de unaEnerg5a de"ido al movimiento de unasustancia en relación a la tierra!sustancia en relación a la tierra! mD@gmD@gf f 9@g9@gmm

<luo de<luo detra"aotra"ao

Energ5a necesaria para mantener unEnerg5a necesaria para mantener unfluo continuo de fluido!fluo continuo de fluido!

mD@gmD@gf f 9@g9@gmm

Energ5aEnerg5a

InternaInterna

Energ5a de"ida al movimiento o laEnerg5a de"ida al movimiento o la

posición de las moléculas o átomos deposición de las moléculas o átomos deuna sustancia!una sustancia! @cal9@g@cal9@gmm

d F ) $=

' ( ) $=

c g

g*

M

PE =

c g M

KE

2

v2

=

v P ) $=

$

Ecuación eneral deEcuación eneral de



Energ!a "ue entra # Energ!a "ue sale

(

)$ (

v P

( g ( g

g * '$ (

v P

( g ( g

g *

cccc

21222

2

2221111

2

112

v

2

v −− ++++=++++

Ecuación eneral deEcuación eneral deEnerg5aEnerg5a





(

)$ (

v P

g( (

* '$ (

v P

g( (

* 21222

2

2221111

2

112

v

2

v −− ++++=++++

=-on g g c

Ecuación eneral deEcuación eneral deEnerg5aEnerg5a





/)kgen2

v

2

v212

2

22211

2

11 −− +++=+++ )h g* 'h g*

$ Pvh +=

Ecuación eneral deEcuación eneral deEnerg5a en el SIEnerg5a en el SI



-onceptos

Temperat&ra $e !at&raci19 Temperat&ra a la c&al !eTemperat&ra $e !at&raci19 Temperat&ra a la c&al !ereali:a la e+aporaci1 a &a pre!i1 $etermia$a* e!tareali:a la e+aporaci1 a &a pre!i1 $etermia$a* e!tapre!i1 corre!po$iete !e llama pre!i1 $e !at&raci1/pre!i1 corre!po$iete !e llama pre!i1 $e !at&raci1/

A ca$a pre!i1 $e !at&raci1 le corre!po$e &aA ca$a pre!i1 $e !at&raci1 le corre!po$e &atemperat&ra $e !at&raci19temperat&ra $e !at&raci19

– '!at ?/@>> <2-8cm'!at ?/@>> <2-8cm T!at ?@@C T!at ?@@C

– '!at @/@@ <2-8cm'!at @/@@ <2-8cm

T!at @C T!at @C

– '!at /@ <2-8cm'!at /@ <2-8cm T!at ?@C T!at ?@C

– '!at ?F@/?> <2-8cm'!at ?F@/?> <2-8cm

T!at >@C T!at >@C

'ar#metro! cr,tico!9'ar#metro! cr,tico!9 –

'C /@ <2-8cm'C /@ <2-8cm

TC >/?C TC >/?C

Dia2rama 're!i1 Temperat&ra



Dia2rama 're!i1PTemperat&ra

.a figura muestracomo las tres fases,sólido, l5quido # vaporpueden eistir enequili"rio al mismo

tiempo!

1unto Triple: ) fases!

1unto -r5tico: 8o sedistingue la fasevapor o l5quida

Di ' i1 V l ,-i



Dia2rama 're!i1Vol/ e!pec,-ico

Gegión $!D Gegión del5quido comprimido!

Gegión %!D Gegión del5quido # vapor!

Gegión )!D Gegión devapor so"recalentado!

.5nea $!D .5nea del5quido saturado!

.5nea %!D .5nea devapor saturado!

H!D 1unto cr5tico!

.5nea $D%D)D3D$ !D -iclo ideal de vapor

L, i$ S t $



L,6&i$o Sat&ra$o)a!e l,6&i$a9)a!e l,6&i$a9

– ' '!at . T T!at' '!at . T T!at

– A$ici1 $e eer2,a t4rmica e -ormaA$ici1 $e eer2,a t4rmica e -orma

$e calor +apori:aci1$e calor +apori:aci1

–Remoci1 $e eer2,a t4rmica Remoci1 $e eer2,a t4rmica

$e!ce!o $e la temperat&ra/$e!ce!o $e la temperat&ra/

– L,ea ?L,ea ?

V S t $ ; =



Vapor Sat&ra$o ;!eco=

)a!e +apor9)a!e +apor9

– ' '!at . T T!at' '!at . T T!at

– A$ici1 $e eer2,a t4rmica e -ormaA$ici1 $e eer2,a t4rmica e -orma

$e calor a&meto $e temperat&ra/$e calor a&meto $e temperat&ra/

– Remoci1 $e eer2,a t4rmica Remoci1 $e eer2,a t4rmica

co$e!aci1 a temperat&raco$e!aci1 a temperat&ra

co!tate/co!tate/

– L,ea L,ea



L,6&i$o Comprimi$o

)a!e l,6&i$o9)a!e l,6&i$o9

' '' '!at!at . T T. T T!at!at

– ' '!at . T T!at' '!at . T T!at



Vapor So"recaleta$o

)a!e +apor9)a!e +apor9

– T T!atT T!at



'&to Cr,tico

La $i-erecia etre lo!La $i-erecia etre lo!e!ta$o! l,6&i$o .e!ta$o! l,6&i$o .2a!eo!o $e!aparece2a!eo!o $e!aparece

– TC @/ ) ;?? R=TC @/ ) ;?? R=

– 'C >@/ p!ia'C >@/ p!ia



Cali$a$

E! la porci1 $e laE! la porci1 $e lama!a $e +apor a lama!a $e +apor a la

ma!a total ;0=ma!a total ;0=

S&!tacia e la re2i1S&!tacia e la re2i1$e l,6&i$o . +apor/$e l,6&i$o . +apor/

– ' '!at . T T!at' '!at . T T!at

vl

v

mm

m %

+

=

Cali$a$ 0W



Cali$a$ 0Lo! c#lc&lo! $e la! propie$a$e! $e &a me:cla !at&ra$aLo! c#lc&lo! $e la! propie$a$e! $e &a me:cla !at&ra$ai+ol&cra a la cali$a$ 0Wi+ol&cra a la cali$a$ 0W

C t i$ $ H $ $



Cotei$o $e H&me$a$

E! la porci1 $e la ma!aE! la porci1 $e la ma!a$e l,6&i$o a la ma!a total$e l,6&i$o a la ma!a total

;?P0=;?P0=

– S&!tacia e la re2i1 $e l,6&i$o .S&!tacia e la re2i1 $e l,6&i$o .

+apor/+apor/

' '!at . T T!at' '!at . T T!at

vl

l

mm

m %+

=−1



Dia2rama Temperat&raPVol&me

' i $ $ ,-i



'ropie$a$e! e!pec,-ica!

Vol&me e!pec,-ico ;Vol&me e!pec,-ico ;v v =9 E! el +ol&me oc&pa$o por=9 E! el +ol&me oc&pa$o por&i$a$ $e ma!a el rec,proco $e la $e!i$a$/&i$a$ $e ma!a el rec,proco $e la $e!i$a$/

Etalp,a e!pec,-ica ;Etalp,a e!pec,-ica ;hh=9 E! la eer2,a 6&e tra!porta &=9 E! la eer2,a 6&e tra!porta &-l&i$o por &i$a$ $e ma!a eer2,a cotei$a e el +apor-l&i$o por &i$a$ $e ma!a eer2,a cotei$a e el +aporo el l,6&i$o . 6&e p&e$e apro+ec%ar!e como tra"a7o 3til/o el l,6&i$o . 6&e p&e$e apro+ec%ar!e como tra"a7o 3til/

Etrop,a e!pec,-ica ;Etrop,a e!pec,-ica ;ss=9 E! &a me$i$a $e la eer2,a por=9 E! &a me$i$a $e la eer2,a por

&i$a$ $e ma!a 6&e o apro+ec%amo! como tra"a7o 3til*&i$a$ $e ma!a 6&e o apro+ec%amo! como tra"a7o 3til*lo 6&e pro+oca 6&e la e-iciecia t4rmica $e & ciclo olo 6&e pro+oca 6&e la e-iciecia t4rmica $e & ciclo o!ea $el ?@@X/!ea $el ?@@X/

Determiaci1 $e propie$a$e!



'ara $etermiar el e!ta$o . la! propie$a$e!'ara $etermiar el e!ta$o . la! propie$a$e!termo$i#mica! $e !&!tacia! p&ra! !e p&e$e %acer portermo$i#mica! $e !&!tacia! p&ra! !e p&e$e %acer por+ario! m4to$o! como lo! !i2&iete!9+ario! m4to$o! como lo! !i2&iete!9

– E0perimeto!E0perimeto!

– Ta"la!Ta"la!

– Ec&acioe! $e e!ta$oEc&acioe! $e e!ta$o

– Gr#-ica!Gr#-ica!

– 'ro2rama! $e c1mp&to'ro2rama! $e c1mp&to

Determiaci1 $e propie$a$e!termo$i#mica!

Ta"la! $e propie$a$e!



E! el m4to$o pre-eri$o! para calc&lar propie$a$e! $eE! el m4to$o pre-eri$o! para calc&lar propie$a$e! $ea2&a . otro! comp&e!to!/a2&a . otro! comp&e!to!/

El m4to$o tiee la +eta7a $e !er "a!tate preci!o/El m4to$o tiee la +eta7a $e !er "a!tate preci!o/

Al2&o! pro2rama! $e comp&to tra"a7a emplea$o la!Al2&o! pro2rama! $e comp&to tra"a7a emplea$o la!ta"la! $e +apor/ta"la! $e +apor/

La! ta"la! !e $eomia como ta"la! $e +apor a3La! ta"la! !e $eomia como ta"la! $e +apor a3

c&a$o icl&.e $ato! $e la !&!tacia e e!ta$o l,6&i$o .c&a$o icl&.e $ato! $e la !&!tacia e e!ta$o l,6&i$o .co!ta $e tre! !eccioe!9co!ta $e tre! !eccioe!9

a/P Ta"la! $e !at&raci1a/P Ta"la! $e !at&raci1

"/P Ta"la! $e +apor !o"recaleta$o"/P Ta"la! $e +apor !o"recaleta$o

c/P Ta"la! $e l, &i$o com rimi$o o !&"e-ria$oc/P Ta"la! $e l, &i$o com rimi$o o !&"e-ria$o

a" a! $e p op e$a$e!termo$i#mica!




( ) ( )( ) ( )( ) ( )

( ) ( ) fg f f g f f g

fg f f g f f g

fg f f g f f g

fg f f g f f g

%s s s s % s s % %s s

%hhhh %hh % %hh

%$$$$ %$$ % %$$

%vvvv %vv % %vv

+=−+=−+=

+=−+=−+=

+=−+=−+=+=−+=−+=

1

1

11

p ptermo$i#mica!

Ta"la! $e !at&raci1 o $e +apor !at&ra$o




Ta"la! $e propie$a$e!termo$i#mica!

Ta"la! $e +apor !o"recaleta$o




'ara $etermiar el e!ta$o termo$i#mico e! ece!ario'ara $etermiar el e!ta$o termo$i#mico e! ece!ariocoocer al meo! propie$a$e! $e la !&!tacia . ecoocer al meo! propie$a$e! $e la !&!tacia . eca!o $e !at&raci1 !e $e"e teer otra propie$a$ o laca!o $e !at&raci1 !e $e"e teer otra propie$a$ o lacali$a$/cali$a$/

'rimero* !i coocemo! la T . ' !e $e"e "&!car e la!'rimero* !i coocemo! la T . ' !e $e"e "&!car e la!ta"la! $e !at&raci1 la ' . !& T $e !at&raci1 parata"la! $e !at&raci1 la ' . !& T $e !at&raci1 para

$etermiar9$etermiar9


Lieamieto! para el &!o $e la! ta"la! termo$i#mica!

=

><

me0claosaturadoluidooa'or5s

tadoso6recalena'or5scom'rimidooosu6enfriaduido5s

5




Si coocemo! la T o ' . otra propie$a$ e!pec,-ica !eSi coocemo! la T o ' . otra propie$a$ e!pec,-ica !e$e"e $e comparar el +alor $e la 3ltima propie$a$ co lo!$e"e $e comparar el +alor $e la 3ltima propie$a$ co lo!$e !at&raci1 $e la T o '* para $etermiar9$e !at&raci1 $e la T o '* para $etermiar9


Lieamieto! para el &!o $e la! ta"la! termo$i#mica!

va'orluidoe0cla

tadoso6recalena'or

saturadoa'or

saturadouido

com'rimidouido

g f

g

g

f

s

vvv

v

v

v

v

v

<<

>

=

=<

Calor e!pec,-ico



p;capaci$a$ t4rmica e!pec,-ica=

E! la cati$a$ $e calor 6&e !e re6&iere para ele+ar e &aE! la cati$a$ $e calor 6&e !e re6&iere para ele+ar e &a&i$a$ la temperat&ra $e &a &i$a$ $e ma!a $e c&al6&ier&i$a$ la temperat&ra $e &a &i$a$ $e ma!a $e c&al6&iermaterial/material/

– C+9 calor e!pec,-ico a +ol&me co!tate/C+9 calor e!pec,-ico a +ol&me co!tate/

– Cp9 calor e!pec,-ico a pre!i1 co!tate/Cp9 calor e!pec,-ico a pre!i1 co!tate/

El calor tra!miti$o por & !i!tema 1 a & !i!tema e e!ta$oEl calor tra!miti$o por & !i!tema 1 a & !i!tema e e!ta$o

2a!eo!o !er#92a!eo!o !er#9 – A +ol&me co!tateA +ol&me co!tate

– A pre!i1 co!tateA pre!i1 co!tate

T mc ∆= v

T mc ∆= '

HB9Hg H



Eemplo $Eemplo $

U ta6&e r,2i$o cotiee @ <2U ta6&e r,2i$o cotiee @ <2mm $e a2&a como$e a2&a como

l,6&i$o !at&ra$o a F@C/ Determiar la pre!i1 e ell,6&i$o !at&ra$o a F@C/ Determiar la pre!i1 e elta6&e . el +ol&me $el ta6&e/ta6&e . el +ol&me $el ta6&e/

oluci$n%

Debido a "ue e&isten condiciones desaturaci$n en el tan"ue' la (resi$ndebe de ser la de saturaci$n' (or lotanto' de tablas%

# sat*+,-C)# .,/01 2a

El volu3en es(ec!4ico del l!"uidosaturado a +,-C es%

v = v 4 *+,-C) # ,/,,0,56 3572g3

Entonces el volu3en total ser8%

V#3v#*9, 2g3)*,/,,0,563572g

3)#,/,90: 35



Eemplo %Eemplo %

U recipiete 6&e tiee @/> mU recipiete 6&e tiee @/> m>> $e +ol&me cotiee ?/>$e +ol&me cotiee ?/><2<2mm $e &a me:cla $e a2&a . +apor e e6&ili"rio a &a$e &a me:cla $e a2&a . +apor e e6&ili"rio a &a

pre!i1 $e @@ <'a/ Calc&lar9 a= el +ol&me . la ma!a $elpre!i1 $e @@ <'a/ Calc&lar9 a= el +ol&me . la ma!a $el

l,6&i$o . "= el +ol&me . la ma!a $el +apor l,6&i$o . "= el +ol&me . la ma!a $el +apor

oluci$n%El volu3en es(ec!4ico ser8%

De tablas a .,, 2a%

La calidad estar8 dada (or%

La 3asa de l!"uido ; de va(or ser8%

El volu3en de l!"uido ; de va(or ser8%

m

m

kg mkg

mv )2#8#.#

3%.1

283.# 33

==

7%12.#

##11#8.#2729.#

##11#8.#2#8#.#=

−

−=

−

−=

f g

f

vv

vv %

kg mvkg mv g f )2729.#)##11#8.#33 ==

( ) ( )

( ) ( ) mm

mm

kg kg vap+r m

kg kg l,'$id+m

#3&232.17%12.#3%.1

3247%8.#7%12.#13%.1

===−=

( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( )33

33

282&.#)2729.##3&232.1$

###3&98.#)##11#8.#3247%8.#$

mkg mkg vvap+r mvap+r V

mkg mkg vl,'$id+ml,'$id+V

mm g

mm f

===

===



Eemplo )Eemplo )Calc&le la etalp,a* etrop,a . +ol&me e!pec,-ico!Calc&le la etalp,a* etrop,a . +ol&me e!pec,-ico!para &a me:cla !at&ra$a a &a temperat&ra $epara &a me:cla !at&ra$a a &a temperat&ra $eF/C* teie$o &a cali$a$ $el @X/F/C* teie$o &a cali$a$ $el @X/

oluci$n%

De Tablas' (ara T0 # +9-C%

ara T< # 0,,-C%

Inter(olando%

or lo tanto%

kg mv f )##1#3%.#3

1 = kg mv g )982.1

3

1 =

kg k( h f

)9%.3971 = kg k( h

g

)1.2%%81 =

K kg k( s f $)2&.11 = K kg k( s g $)41&9.7

1 =

kg mv f )##1#44.#3

2 = kg mv g )%729.1

3

2 =

kg k( h f )#4.4192 = kg k( h g )1.2%7%

2 =

K kg k( s f $)3#%9.12 = K kg k( s g $)3&49.7

2 =

kg mv f

)##1#4#.# 3

= kg mv

g )8274&.1 3

=

kg k( h f )&.4#8= kg k( h g )1.2%72=

K kg k( s f $)2784.1= K kg k( s g $)38&4.7=

( ) kg mv % %vv f g )#9%88%.113

=−+=

( ) kg k( h % %hh f g )%%.17%%1 =−+=

( ) K kg k( s % %s s f g $)942%2.41 =−+=



Eemplo 3Eemplo 3U ta6&e cotiee & -l&i$o 6&e e! a2ita$o co &a r&e$a coU ta6&e cotiee & -l&i$o 6&e e! a2ita$o co &a r&e$a copaleta!/ El tra"a7o imp&e!to a la r&e$a e! ?@ <cal/ El calorpaleta!/ El tra"a7o imp&e!to a la r&e$a e! ?@ <cal/ El calortra!miti$o $el ta6&e e! > <cal/ Co!i$era$o el ta6&e . eltra!miti$o $el ta6&e e! > <cal/ Co!i$era$o el ta6&e . el-l&i$o como !i!tema* $etermiar el cam"io $e eer2,a itera $el-l&i$o como !i!tema* $etermiar el cam"io $e eer2,a itera $el!i!tema/!i!tema/

oluci$n%

La (ri3era Le; de la Ter3odin83ica es%

( ) kcal kcal kcal #

# W

# E E W C P

9#2128#378

2121

2121

=−−−=∆

∆=−

∆+∆+∆=−



Eemplo 2=Eemplo 2=U recipiete 6&e tiee & +ol&me $e ?@@ pie!U recipiete 6&e tiee & +ol&me $e ?@@ pie!>> ;/> m;/> m>>==cotiee ? piecotiee ? pie>> ;/> 0 ?@;/> 0 ?@PP mm>>= $e a2&a como l,6&i$o !at&ra$o .= $e a2&a como l,6&i$o !at&ra$o .FF pie!FF pie!>> ;/@> m;/@> m>>= $e +apor !at&ra$o a ?/ l"= $e +apor !at&ra$o a ?/ l" - - 8p&l2 8p&l2 ;? atm=/ Se;? atm=/ Setra!mite calor %a!ta 6&e el recipiete 6&e$a lleo $e +aportra!mite calor %a!ta 6&e el recipiete 6&e$a lleo $e +apor!at&ra$o/ Determiar el calor tra!miti$o para e!te proce!o/!at&ra$o/ Determiar el calor tra!miti$o para e!te proce!o/

oluci$n%

La (ri3era Le; de la Ter3odin83ica (ara este (roceso ser8%

( )( ) 2112

21

22

12 2 W * *

g

mg

g

V V m# #

C C

+−+−+−=

Co3o no =a; ca3bios en la energ!a cin>tica ni en la (otencial' se reduce a%2112 W # # +−=

Mas a?n' el traba@o en este (roceso es cero ; (or lo tanto%

12 # # −=

Bacerlo en el I



Eemplo 2Eemplo 2Las (ro(iedades ter3odin83icas (ueden encontrarse de Tablas deva(or/ La energ!a interna inicial U0 es la su3a de la energ!a internainicial del l!"uido ; del va(or%

( ) ( )

( )

( )

( ) ( )

( ) ( ) -t$lb -t$lblb -t$lb#

lblb pies

pies

v

vap+r V vap+r m

lblb pies

pies

v

l,'$id+V

l,'$id+m

$vap+r m$l,'$id+m#

mmmm

m

m g

mm f

g f

24.14743)&.1#77$%9.3)#2.18#$81.&9

%9.3)8#.2%

99

81.&9)#1%72.#

1

1

3

3

1

3

3

1

11111

=+=

===

===

+=

ara deter3inar U< la calidad ser8 & # 0,, (or lo "ue el volu3enes(ec!4ico 4inal ser8%

( ) ( )

m

m

mmm

lb pieslb

pies

m

V v

lblblbvap+r ml,'$id+mm

)&748.1&#.%3

1##

&#.%3%9.381.&9

33

2 ===

=+=+=



Eemplo 2Eemplo 2

De tablas de va(or usandola a la inversa' se encuentra "ue (ara%

m g lb piesv )&748.1 3=

e tiene una (resi$n de%2lg)294 p$lb P f =

or lo tanto la (resi$n 4inal del va(or es%2lg)294 p$lb P f =

Entonces a esa (resi$n%

( )

-t$ -t$ -t$# #

-t$lb -t$lbm$#

lb -t$$

mm

m g

2%.&%18%24.14743&.7#929

&.7#929)#.1117$&.%3

)#.1117

1221

22

2

=−=−====

=



Eemplo *=Eemplo *=Calc&le el +ol&me e!pec,-ico $e &a me:cla !at&ra$a aCalc&le el +ol&me e!pec,-ico $e &a me:cla !at&ra$a a@@ ) teie$o &a cali$a$ $e @X/@@ ) teie$o &a cali$a$ $e @X/

oluci$n%

De la Tabla +/0 (ara 3ecla a <,,- se encuentra%

( )3

3

3

&3899.231

7.#

%2.33

#1%%3.#

ft

lbv % %vv

%

ft

lbv

ft

lbv

m f g

m

g

m f

=−+=

==

=

Bacerlo en el I



Eemplo &=Eemplo &=Calc&le la etalp,a . etrop,a e!pec,-ica! $e &a me:claCalc&le la etalp,a . etrop,a e!pec,-ica! $e &a me:cla!at&ra$a a @@ ) teie$o &a cali$a$ $e @X/!at&ra$a a @@ ) teie$o &a cali$a$ $e @X/

oluci$n%

De la Tabla +/0 (ara 3ecla a <,,- se encuentra%

( )m

f g

m

g

m

f

lb

-T# h % %hh

%

lb

-T# h

lb

-T# h

&27.8&21

7.#

9.114&

99.1%7

=−+=

=

=

=

( )m

f g

m

g

m

f

Flb

-T# s % %s s

% Flb

-T# s

Flb

-T# s

°=−+=

=°

=

°=

331&.11

7.#

77%2.1

2938.#

Bacerlo en el I



)l&7o $e )l&i$o!

S&!tacia! 6&e !o icapace! $e re!i!tir -&er:a!S&!tacia! 6&e !o icapace! $e re!i!tir -&er:a!o e!-&er:o! $e corte !i $e!pla:ar!eo e!-&er:o! $e corte !i $e!pla:ar!e

L,6&i$o! . 2a!e!L,6&i$o! . 2a!e!

E 2eeral !o llama$o! )l&i$o!E 2eeral !o llama$o! )l&i$o!

Ec&aci1 $e Bero&lli



Ec&aci1 $e Bero&lli

Aplicaci1 $e la ec&aci1 2eeral $e la eer2,a* !e $e"eAplicaci1 $e la ec&aci1 2eeral $e la eer2,a* !e $e"ec&mplir9c&mplir9

– El cam"io e la eer2,a itera $el -l&i$o al atra+e!ar el !i!tema $e"e $e !er cero/El cam"io e la eer2,a itera $el -l&i$o al atra+e!ar el !i!tema $e"e $e !er cero/

– El cam"io e la eer2,a t4rmica $el -l&i$o al atra+e!ar el !i!tema $e"e !er cero ;e! $ecir* elEl cam"io e la eer2,a t4rmica $el -l&i$o al atra+e!ar el !i!tema $e"e !er cero ;e! $ecir* el

calor a"!or"i$o !o"re o ra$ia$o por el -l&i$o $e"e !er cero=/calor a"!or"i$o !o"re o ra$ia$o por el -l&i$o $e"e !er cero=/

– El tra"a7o %ec%o !o"re o por el !i!tema $e"e !er cero/El tra"a7o %ec%o !o"re o por el !i!tema $e"e !er cero/

– El -l&i$o atra+e!a$o el !i!tema $e"e !er icompre!i"le/El -l&i$o atra+e!a$o el !i!tema $e"e !er icompre!i"le/

Ec&aci1 $e Bero&lli



E! el re!&lta$o $e la aplicaci1 $e la primera le. $e laE! el re!&lta$o $e la aplicaci1 $e la primera le. $e latermo$i#mica a & -l&i$o e &a t&"er,a/termo$i#mica a & -l&i$o e &a t&"er,a/

Le. $e la co!er+aci1 $e la ma!a . $e la eer2,aLe. $e la co!er+aci1 $e la ma!a . $e la eer2,a

aplica$a al -l&7o $e -l&i$o!aplica$a al -l&7o $e -l&i$o!

"onstante2

v2

=++cc g

P

g

g "

ρ

.)ó)endensidad

.)ó)enflu+o,develocidadv

.)l6óPaen 'resión,ft.ómen,referenciadenivelalres'ectoconaltura

33

2f

ft lbmkg

s ft sm

ft P

"

mm=

===

ρ

Ec&aci1 $e Bero&lli

Ec&aci1 $e Bero&lli



m

f

lb

lb ft −340+0E56

8ota: 8o se toman en cuenta las pérdidas de energ5a de"idas

a la fricción!

Ec&aci1 $e Bero&lli

Ec&aci1 $e Bero&lli



– No icl&.e p4r$i$a! por -ricci1/No icl&.e p4r$i$a! por -ricci1/ – Aplica"le a -l&i$o! l,6&i$o!/Aplica"le a -l&i$o! l,6&i$o!/

– 'ara 2a!e! !e ece!ita %acer correccioe!/'ara 2a!e! !e ece!ita %acer correccioe!/

Ec&aci1 $e Bero&lli

'?

'

+

+?

Z1

Y

E7emplo ?



7 p'ara la -i2&ra mo!tra$a* ecotrar9 La +eloci$a$ e el p&to'ara la -i2&ra mo!tra$a* ecotrar9 La +eloci$a$ e el p&to . el ca&$al o -l&7o +ol&m4trico e el p&to / . el ca&$al o -l&7o +ol&m4trico e el p&to /

Nota9 La +eloci$a$ co la 6&e "a7a el i+el $el a2&a e! $e!precia"le/Nota9 La +eloci$a$ co la 6&e "a7a el i+el $el a2&a e! $e!precia"le/

cccc

g

V P

g

g "

g

V P

g

g "

22

2222

2111 ++=++

ρ ρ

a P P P == 21#1 ≈V

ccc g

V

g

g "

g

g "

2

2221 +=

oluci$n%3sando la ecuación decontinuidad para el punto% 7 & de la figura

onsiderando 8ue6 7 8ue6

8ueda6

a)

E7emplo ?



;espeando la velocidad en el punto %:

( ) sm " " g V )&38.42 212 =−=

"= El caudal o fluo volumétrico está dado por:

222 AV G =

22

2

12 #8#42.#247#4.8#42 mcm

! A ==

= π El área será:

1or lo que: smG )3%49.# 32 =

7

E7emplo



'ara la -i2&ra mo!tra$a ecotrar9 a= La +eloci$a$ e el'ara la -i2&ra mo!tra$a ecotrar9 a= La +eloci$a$ e el

p&to . "= El ca&$al o -l&7o +ol&m4trico e el p&to p&to . "= El ca&$al o -l&7o +ol&m4trico e el p&to

Sol&ci1a=

ρ ρ 2

"

2

22

1

"

2

11

2v

2v P

g g g * P

g g g *

C C ++=++ 9 99 9

( )

seg

ft ft

seg

ft g*

g g g * C

37.2&1#2.3222v

2v

212

"

2

21

=

==

=

E7emplo



"=

seg

ft

seg

ft

in

ft in A

A

3

2

22

22

22

138.#37.2&

144

1

4

1v

v

=

==

=

π

N3mero $e Re.ol$!



N3mero $e Re.ol$!

'&e$e %a"er -l&7o lamiar o t&r"&leto $epe$ie$o $e'&e$e %a"er -l&7o lamiar o t&r"&leto $epe$ie$o $ela com"iaci1 $e -actore!9la com"iaci1 $e -actore!9

D9 Di#metro $e la t&"er,a ;m 1 -t=/D9 Di#metro $e la t&"er,a ;m 1 -t=/

V9 Veloci$a$ $e -l&7o ;m8! 1 -t8!=/V9 Veloci$a$ $e -l&7o ;m8! 1 -t8!=/

ρ9 De!i$a$ $el -l&i$o ;<2m8m9 De!i$a$ $el -l&i$o ;<2m8m>>

1 l"m8-t1 l"m8-t>>

==

µ

9 Vi!co!i$a$ $el -l&i$o ;<2-!8m9 Vi!co!i$a$ $el -l&i$o ;<2-!8m

1 N!8m1 N!8m

1 l"-!8-t1 l"-!8-t

==

Relaci1 a$ime!ioal llama$a 3mero $e Re.ol$!/Relaci1 a$ime!ioal llama$a 3mero $e Re.ol$!/

c g

!

µ

ρ ve =

N3mero $e Re.ol$!



Si el 3mero $e Re.ol$! e! meor a @@@ el -l&7o e!Si el 3mero $e Re.ol$! e! meor a @@@ el -l&7o e!lamiar/lamiar/

Si el 3mero $e Re.ol$! e! ma.or a >@@@ el -l&7o e!Si el 3mero $e Re.ol$! e! ma.or a >@@@ el -l&7o e!

t&r"&leto/t&r"&leto/

Si el 3mero $e Re.ol$! e!t# etre @@@ . >@@@ elSi el 3mero $e Re.ol$! e!t# etre @@@ . >@@@ el-l&7o p&e$e !er lamiar* t&r"&leto o e proce!o $e-l&7o p&e$e !er lamiar* t&r"&leto o e proce!o $ecam"io* $epe$ie$o $e co$icioe! +aria"le!/cam"io* $epe$ie$o $e co$icioe! +aria"le!/

N3mero $e Re.ol$!

R42ime $e )l&7o $e )l&i$o!



R42ime $e )l&7o $e )l&i$o!

C&a$o & l,6&i$o -l&.e e0perimeta &C&a$o & l,6&i$o -l&.e e0perimeta &comportamieto 6&e e! -&ci1 $e la +eloci$a$ a lacomportamieto 6&e e! -&ci1 $e la +eloci$a$ a la

6&e !e $e!pla:a6&e !e $e!pla:a

A "a7a! +eloci$a$e! !e tiee & r42ime $e -l&7oA "a7a! +eloci$a$e! !e tiee & r42ime $e -l&7oLAMINARLAMINAR

A alta! +eloci$a$e! !e tiee & r42ime $e -l&7oA alta! +eloci$a$e! !e tiee & r42ime $e -l&7o

TURBULENTOTURBULENTO



)l&7o Lamiar

De!li:amieto $e -l&i$o e capa! paralela!De!li:amieto $e -l&i$o e capa! paralela!etre !i $e $i-erete +eloci$a$/etre !i $e $i-erete +eloci$a$/

La +eloci$a$ m#0ima oc&rre e el cetro $e laLa +eloci$a$ m#0ima oc&rre e el cetro $e lat&"er,a . $i!mi&.e e $irecci1 ra$ial/t&"er,a . $i!mi&.e e $irecci1 ra$ial/

La +eloci$a$ $el -l&i$o 6&e e!t# e cotactoLa +eloci$a$ $el -l&i$o 6&e e!t# e cotactoco la pare$ e! cero/co la pare$ e! cero/



)l&7o T&r"&leto

De!aparece la! capa!/De!aparece la! capa!/

El -l&i$o !e m&e+e e la $irecci1 $el -l&7o pero laEl -l&i$o !e m&e+e e la $irecci1 $el -l&7o pero la

cati$a$ $e mo+imieto !e tra!portacati$a$ $e mo+imieto !e tra!porta$e!or$ea$amete lo 6&e -orma remolio!/$e!or$ea$amete lo 6&e -orma remolio!/

El per-il $e +eloci$a$ cam"ia co re!pecto al -l&7oEl per-il $e +eloci$a$ cam"ia co re!pecto al -l&7o

lamiar/lamiar/

La rapi$e: a la c&al !e -orma lo! remolio! a&metaLa rapi$e: a la c&al !e -orma lo! remolio! a&metaco la +eloci$a$/co la +eloci$a$/

)l&7o! lamiar . t&r"&leto



7 .

E el -l&7o t&r"&leto %a. -&er:a! cortate! m&c%oE el -l&7o t&r"&leto %a. -&er:a! cortate! m&c%oma.ore!* lo 6&e oca!ioa 2ra p4r$i$a $e pre!i1/ma.ore!* lo 6&e oca!ioa 2ra p4r$i$a $e pre!i1/

El -l&7o t&r"&leto e! el 6&e !e pre!eta m#!El -l&7o t&r"&leto e! el 6&e !e pre!eta m#!-rec&etemete e la pr#ctica/-rec&etemete e la pr#ctica/

E el 3cleo $el reactor* el -l&7o t&r"&leto %ace m#!E el 3cleo $el reactor* el -l&7o t&r"&leto %ace m#!e-iciete la tra!-erecia $e calor por co+ecci1* ale-iciete la tra!-erecia $e calor por co+ecci1* al

re-ri2erate/re-ri2erate/

E7emplo ?



E7emplo ?

1or un tu"o de 1>- de radio $& cm, flu#e agua con unavelocidad de 2 m9s!

Encontrar el nmero de Ge#nolds # el régimen del fluido,considerando: µ 7 )!+2$$+D) 8s9m% # ρ 7 $!)%@gm9m)!

Sol&ci19

1or lo tanto se tendrá un régimen laminar!

( )( ) ( )

( )( )49%.73&

)1)1##&1.3

)32.1)&34.#e

223

3

==− .smkg m .s /

mkg smm

m

m

'or & t&"o $e Acero comercial $e i $e $i#metro -l&.e'or & t&"o $e Acero comercial $e i $e $i#metro -l&.eE7emplo



'or & t&"o $e Acero comercial $e i $e $i#metro* -l&.e'or & t&"o $e Acero comercial $e i $e $i#metro* -l&.el,6&i$o co &a +eloci$a$ prome$io $e ?? -t8!e2/l,6&i$o co &a +eloci$a$ prome$io $e ?? -t8!e2/

Ec&etre el 3mero $e Re.ol$! . el r42ime $el -l&i$oEc&etre el 3mero $e Re.ol$! . el r42ime $el -l&i$o!i9!i9a= El l,6&i$o e! a2&a a @)a= El l,6&i$o e! a2&a a @)"= El l,6&i$o e! 2liceria ;"= El l,6&i$o e! 2liceria ;

ρ=78 6 4

=78 6 4 l"l"mm 8-t 8-t>>= a @)= a @)Solución:a;e la Ta"la !) para Agua a &+F< se encuentra: 2

&1##&#.2 ft seg lb f −×= − µ

E. GJIME8 ES TCG/C.E8T0

Tra!-erecia $e Calor



Se ecar2a $e pre$ecir la -orma e 6&e !e itercam"ia laSe ecar2a $e pre$ecir la -orma e 6&e !e itercam"ia laeer2,a t4rmica etre c&erpo!eer2,a t4rmica etre c&erpo!

– C&ati-ica la eer2,a 6&e !e p&e$e tra!-erir e -orma $e calor/C&ati-ica la eer2,a 6&e !e p&e$e tra!-erir e -orma $e calor/

– 're$ice la ra:1 $e cam"io co 6&e !e lle+a a ca"o* "a7o cierta! co$icioe! e!pec,-ica!/'re$ice la ra:1 $e cam"io co 6&e !e lle+a a ca"o* "a7o cierta! co$icioe! e!pec,-ica!/

– 'roporcioa re2la! e0perimetale! ;correlacioe!= para calc&lar ra:oe! $e tra!-erecia $e'roporcioa re2la! e0perimetale! ;correlacioe!= para calc&lar ra:oe! $e tra!-erecia $e

eer2,a/eer2,a/




Lo! mecai!mo! $e tra!-erecia $eLo! mecai!mo! $e tra!-erecia $ecalor !o lo! !i2&iete!9calor !o lo! !i2&iete!9

– Co$&cci1/Co$&cci1/

– Co+ecci1/Co+ecci1/

– Ra$iaci1/Ra$iaci1/




Co$&cci1Co$&cci1

Do! c&erpo! e cotacto -,!ico tiee $i-erete!Do! c&erpo! e cotacto -,!ico tiee $i-erete!temperat&ra!/temperat&ra!/

E & c&erpo al2&a parte e!t# a $i-erete temperat&raE & c&erpo al2&a parte e!t# a $i-erete temperat&ra6&e otra parte . o %a. $e!pla:amieto $e part,c&la!/6&e otra parte . o %a. $e!pla:amieto $e part,c&la!/

La $i-erecia $e temperat&ra! !e llama 2ra$iete $eLa $i-erecia $e temperat&ra! !e llama 2ra$iete $etemperat&ra/temperat&ra/

El mecai!mo $e tra!-erecia $e calor por co$&cci1El mecai!mo $e tra!-erecia $e calor por co$&cci1

!i2&e la Le. $e )o&rier!i2&e la Le. $e )o&rier

Tra!-erecia



%

T kA ∆−=

•

=∆

=

=

T

%

A

-alor transferido por unidad de tiempo 6 K ó /TC94

-onductividad térmica del material 6 K9mDH ó /TC94DftDF< Lrea de transferencia de calor en m% ó ft%

Espesor del área A en m ó ft

radiente de temperatura 6 H ó F<

$e Calor co$&cci1

=

=•

k




Co+ecci1Co+ecci1

're!ecia $e &o o m#! -l&i$o!/'re!ecia $e &o o m#! -l&i$o!/

U !1li$o e cotacto co & l,6&i$o e mo+imieto/U !1li$o e cotacto co & l,6&i$o e mo+imieto/

Etre p&to! $i-erete! $e & mi!mo -l&i$o o etreEtre p&to! $i-erete! $e & mi!mo -l&i$o o etre-l&i$o! $i-erete!/-l&i$o! $i-erete!/

Se e-ect3a e -l&i$o! 6&e p&e$e mo+er!eSe e-ect3a e -l&i$o! 6&e p&e$e mo+er!e

li"remete/li"remete/

El mecai!mo $e tra!-erecia $e calor porEl mecai!mo $e tra!-erecia $e calor porco$&cci1 !i2&e la Le. $e e-riamieto $e NeZtoco$&cci1 !i2&e la Le. $e e-riamieto $e NeZto




Co+ecci1 at&ralCo+ecci1 at&ral

– Mo+imieto $el -l&i$o por $i-erecia $e $e!i$a$e!/Mo+imieto $el -l&i$o por $i-erecia $e $e!i$a$e!/

Co+ecci1 -or:a$aCo+ecci1 -or:a$a

– Se %ace 6&e el -l&i$o !e m&e+a por al23 me$io e0tero* por e7emplo* & a2ita$or/Se %ace 6&e el -l&i$o !e m&e+a por al23 me$io e0tero* por e7emplo* & a2ita$or/

co+ecci1




T hA ∆=•

=∆

=

=

=•

T

A

h

-alor transferido por unidad de tiempo 6 K ó /TC94

-oeficiente de transferencia de calor

6 K9m%DH ó /TC94Dft%DF<

Lrea de transferencia de calor 6 m% ó ft%

radiente de temperatura 6 H ó F<

co+ecci1




'ropa2aci1 $e o$a! electroma24tica!/'ropa2aci1 $e o$a! electroma24tica!/

Se p&e$e e-ect&ar e el +ac,o a"!ol&to como eSe p&e$e e-ect&ar e el +ac,o a"!ol&to como eal23 me$io c&al6&iera/al23 me$io c&al6&iera/

El mecai!mo $e tra!-erecia $e calor porEl mecai!mo $e tra!-erecia $e calor por

ra$iaci1 !i2&e la Le. $e Ste-aPBolt:ma/ra$iaci1 !i2&e la Le. $e Ste-aPBolt:ma/

Ra$iaci1




4 AT σ =

4218

428

)1#1714.#

)1#%.&calor deciatransfrenderea

a6solutaa5em'eratur

R pieh -T# /

K mh)atts /

A

T

−−=

−−==

=

−

−σ

4 AT εσ =

1# << εEmisividad de la superficie

Ra$iaci1

Tra!-erecia $e calor $&ratela e"&llici1



E"&llici19E"&llici19 – Cam"io $e & l,6&i$o a +apor/Cam"io $e & l,6&i$o a +apor/

0curre en el interior de un l5quido por la0curre en el interior de un l5quido por la

formación de vac5os 6"ur"uas!formación de vac5os 6"ur"uas! – Cam"io $e & +apor a l,6&i$o/Cam"io $e & +apor a l,6&i$o/

B5R ;Reactor $e A2&a e E"&llici1=B5R ;Reactor $e A2&a e E"&llici1= – Depe$ecia e el a2&a e e"&llici1 como -orma primaria $e tra!-erecia $e calor Depe$ecia e el a2&a e e"&llici1 como -orma primaria $e tra!-erecia $e calor

la e"&llici1




la e"&llici1

crítico

I II III IV

T




Transferencia de calor por convección 6Gegión I:El agua en contacto con la superficie cu#atemperatura T es ma#or que la desaturación Ts del l5quido, lo que provoca

que dic4o l5quido alcance la e"ullición!

la e"&llici1

Sólido a Tw

Líqido a T!

Fl"o d# calor φ

Si$t#%a a &r#$ió' P




Gegión II, E"ullición 8ucleada:

E"ullición 8ucleada, .5quido Su"enfriado

E"ullición 8ucleada E"ullición de >olumen o Saturada

la e"&llici1




Gegión III, ;esviación de la E"ullición 8ucleada # E"ullición deTransición:

;esviación de la E"ullición 8ucleada ;8/!

0T/ 60nset Transition /oiling-ondición altamente inesta"la, a veces concapa gruesa de vapor # a veces se permiteque el l5quido moe la superficie!

E"ullición de transición o de pel5cula parcial!

0scilación entre la capa de vapor # lae"ullición nucleada!

la e"&llici1




Gegión I>, E"ullición de 1el5cula Total:

A cualquier aumento de calor, la capa devapor parcial se epender5a so"re lasuperficie completa de la cacerola!

El vapor es aislante, en consecuencia, lasuperficie de la cacerola presenta a4orauna resistencia etremadamente grande

para la transferencia de calor!El fluo de calor aumenta de"ido alfenómeno de radiación

la e"&llici1




Gegión I>, E"ullición de 1el5cula Total:

Si el fluo de calor se mantiene constante # C disminu#edrásticamente 6es menor para el vapor # la temperaturadel l5quido es constante Tliq, entonces la temperatura dela superficie Tsup de"e aumentar su"stancialmente!

Si se tuviera una "arra de com"usti"le # se permitirá lae"ullición de pel5cula completa, el metal de la "arra sepodr5a fundir o daNar seriamente!

( )li'T T #

A

' −= su'

la e"&llici1

)l&7o $e Calor +! Temperat&ra



.a operación real del reactor, ocurre en la Gegión II

con márgenes suficientes para no alcan?ar la ;8/ 60T/

Tra!-erecia $e calor e &a "arra$e com"&!ti"le



$e com"&!ti"le

La $i!tri"&ci1 $e potecia +ar,a co re!pecto al tiempo ;eLa $i!tri"&ci1 $e potecia +ar,a co re!pecto al tiempo ;emarc%a* paro* perio$o! $e +ariaci1 $e potecia* etc///=marc%a* paro* perio$o! $e +ariaci1 $e potecia* etc///=

C&a$o la potecia o +ar,a* !e alca:a &a $i!tri"&ci1C&a$o la potecia o +ar,a* !e alca:a &a $i!tri"&ci1co!tate $e temperat&ra/co!tate $e temperat&ra/

La rapi$e: a la c&al !e li"era eer2,a e el com"&!ti"le $e"eLa rapi$e: a la c&al !e li"era eer2,a e el com"&!ti"le $e"e!er i2&al a la rapi$e: a la c&al !e e0trai2a/!er i2&al a la rapi$e: a la c&al !e e0trai2a/

La potecia m#0ima e!t# limita$a por la temperat&raLa potecia m#0ima e!t# limita$a por la temperat&ram#0ima 6&e p&e$e tolerar el com"&!ti"le ;@@@) param#0ima 6&e p&e$e tolerar el com"&!ti"le ;@@@) para-&!i1 @@@ ) para operaci1=/-&!i1 @@@ ) para operaci1=/

La temperat&ra m#0ima e!peci-ica$a para e ecami!a$oLa temperat&ra m#0ima e!peci-ica$a para e ecami!a$o

e! $e @@) para e+itar 6&e !e -ract&ree! $e @@) para e+itar 6&e !e -ract&re




$e com"&!ti"le




$e com"&!ti"le

Dia2rama !impli-ica$o $e &a plata&cleoel4ctrica tipo B5R como la CNLV



p



)i $el temaTERMOHIDRÁULICA

CENTRAL NUCLEAR LAGUNA VERDE

Termohidraulica CLV seleccion nivel A

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Transcript of Termohidraulica CLV seleccion nivel A