Post on 06-Feb-2018
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
FRANCISCO DE MIRANDA
AREA DE TECNOLOGÍA
DEPARTAMENTO DE ENERGÉTICA
UNIDAD CURRICULAR: TERMODIMANICA BASICA
TEMA III
Primera Ley de la Termodinámica
Profesor: Ing. Isaac Hernández
Isaachernandez89@gmail.com
TEMA IIIPrimera Ley de la Termodinámica
TEMA IIISistema Cerrado
Para un proceso Cíclico en
Cuasi-Equilibrio
AB
C
1
2
P
V
TEMA IVSistema Cerrado
e1
e2
e3
e4
e5
TEMA IIISistema Cerrado
[J/Kg, BTU/Lb, Lbf*ft/Lb]
TEMA IIIPrincipio de conservación de la masa, ecuación de continuidad.
Si seleccionamos una frontera como sistema de estudio y evaluamos los
elementos entrantes y salientes del sistema, tenemos:
Para un proceso de flujo (Volumen de control), Sistema Abierto
Para un tiempo determinado t
Vc
TEMA IIIFlujo másico y volumétrico
TEMA IIIBalance de Energía
[J/Kg, BTU/Lb, Lbf*ft/Lb]
TEMA IIIEnergía de un fluido que fluye
[J, BTU, Lbf*ft]
TEMA IIIEnergía de un fluido que fluye
TEMA IIIEnergía de un fluido que fluye
TEMA IIIFlujo en Estado Estacionario o estado estable
0
0
TEMA IIIFlujo en Estado Estacionario o estado estable
TEMA IIIFlujo en Estado no Estable o Transitorio
TEMA IIIAplicaciones de la primera Ley para sistemas Abiertos
Sistema
W
X
TEMA IIIAplicaciones de la primera Ley para sistemas Abiertos
TEMA IIIAplicaciones de la primera Ley para sistemas Abiertos
T
v
• Generador de Vapor o Caldera
Emplea una fuente de energía en forma de calor
para producir vapor, en estos equipos la energía
cinética y potencial son despreciables respecto al
calor que se transfiere
TEMA IIIAplicaciones de la primera Ley para sistemas Abiertos
• Tobera
Se emplea para controlar la velocidad de un fluido
con la variación del área de descarga.
Incrementa la velocidad del fluido a cuesta de la
presión del sistema.
• Difusor
Incrementa la presión del fluido reduciendo la
velocidad del mismo
• Los cambios de energía cinética son importantes
• La transferencia de calor es despreciable
• Válvula de estrangulamiento
Interrupción abrupta al flujo del fluido provocando una
caída de presión, los efectos cinéticos y
gravitacionales son despreciables y el fluido avanza de
forma tal que la transferencia de calor es leve, este
dispositivo es isoentálpico.
TEMA IIIAplicaciones de la primera Ley para sistemas Abiertos
• Tubería
Se puede considerar a una tubería como un sistema de flujo estable,
ahora bien, si la tubería se encuentra en forma vertical, los efectos
gravitacionales deben ser considerados, si hay variación del diámetro
también posee efectos sobre la velocidad, debido a el fluido avanza tan
rápidamente si la tubería es corta la transferencia de calor es
despreciable.
Procesos donde Hay Trabajo
• Turbina
Su trabajo es realizado mediante la rotación de un eje
el cual genera potencia hacia fuera de los límites del
sistema (trabajo por unidad de tiempo) el fluido se
expande hasta una presión inferior provocando el
movimiento de los alabes de la turbina. La
transferencia de calor suele ser despreciable
comparado con el trabajo
TEMA IIIAplicaciones de la primera Ley para sistemas Abiertos
• Compresores
Reciben energía en forma de trabajo de eje dentro
de las fronteras del sistema donde se realiza una
compresión del gas incrementando la presión del gas.
Manejan fase GASEOSA, no se recomienda que exista
un cambio de fase debido a que eso destrozaría los
alabes de la turbina, en su defecto entraría como
vapor saturado si es turbina o saldría como vapor
saturado si es un compresor
P1
P2
WP2< P1
P2
P1
WP2> P1
Procesos donde Hay Trabajo
• Ventiladores
Se emplean para desplazar un fluido gaseoso de un
punto a otro a velocidades más altas con altos
cambios de presión.
TEMA IVAplicaciones de la primera Ley para sistemas Abiertos
• Bombas
Reciben energía en forma de trabajo de eje dentro
de las fronteras del sistema donde se realiza un
incremento de la presión del fluido en líquido, cuando
los alabes desplazan el fluido a las paredes de la
carcaza en forma radial.
Las bombas manejan exclusivamente fase LÍQUIDA si
hay una mezcla líquido vapor puede provocar una
compresión de las burbujas y generar implosión
dañando el sistema mecánico, este fenómeno se
llama CAVITACIÓN
P2
P1 W
V2> V1
V2V1
W
P2
P2> P1
TEMA III• Aplicaciones de la primera Ley para sistemas Abiertos
• Aplicaciones de la primera Ley para sistemas AbiertosTEMA III
• Aplicaciones de la primera Ley para sistemas AbiertosTEMA III