Balance_de_energia_procesos_no_reactivos.pdf

BALANCE DE MA�E�IA � ENE�GIA �� : �� . ��

��. 0

��

��

�� :  C��  C�� (��

��

�� :  E�� (��)  �� (�� ,

�� ).  C�� (�� , �� ;

��, ��)  �� (C�� ; ��; ��, ��)  E�� (��)  A�� A�� (��) (��)

��

�� EN�O�NO

�I��EMA: P�� (�� , ��, ��, � �� )

F��

P�OPIEDADE�: P�OPIEDAD E��EN�I� E��EN�I�A: A: �� P�OPIEDAD IN�EN�I�A: �� E��ADO DEL �I��EMA: �� P.EJ. �EMPE�A � EMPE�A��A, ��A, P�E�ION, COMPO�ICION P.EJ. EN�ALPIA EN�ALPIA E�PECIF. E�PECIF. , ENE�GIA IN�E�NA E�PECIFICA

��

�� L�� F��

�� L�� N�� (�� )

L�� B��

�� : �� E� �� ;

��

��

�� :

�� :

�� E� �� .

�� E� �� (; �. ��. ��)

�� E� �� (�� ). L�� , ��, ��, �� (�� ).

∼0

�� E� �� .

∼0

� �� P��

T 2

∆ H = m ∫ C P dT T 1

�� , � �� • •

•

�EMPE�A��A P�E�ION COMPO�ICION

•

•

EN�ALPIA E�PECIFIFICA ENE�GIA IN�E�NA E�PECIFICA

�EGLA DE FA�E�: G�ADO� DE LIBE��AD = COMPONEN�E� � FA�E� + 2

��

∆H ∆�

��

+ ��

��

� ��

��

�� N� �� N� ��

��

+ ��

��

� ��

��

��

��

� (+) � (�)

��

� (+)

� (�) EN�O�NO

�� :

∆� ≈0

: �� , ��, �� .,

∆E�

=0 : �� (�� )

∆E�

=0 : ��

∆P

��

�� :

E� �� :

Se transfirieron 8 370 J de calor

D�� 100 J �� . L� �� 100�C

��

� (+) �� (��)

� (�)

�� (�)

�� (��)

� (+)

EN�O�NO

��

��

Son las velocidades de flujo másico, energía cinética, potencial e interna de la j-esima corriente de proceso

��

El trabajo W es igual al trabajo de eje Ws(trabajo de flecha) mas el trabajo de flujo Wf El trabajo de eje: L� �� L� ��

El trabajo de flujo:

Para un sistema abierto: (Hay transporte de materia hacia adentro y hacia fuera del sistema.)

Es el trabajo que realiza para salir del volumen de control venciendo la oposición del fluido le precede. O bien es el trabajo hecho sobre la sustancia por el fluido que le sigue para entrar al volumen de control. A ��

��

El trabajo W es igual al trabajo de eje Ws(trabajo de flecha) mas el trabajo de flujo Wf

Tenemos:

��

Recordar que no hay acumulación de masa: m

entrada

= masa salida = m

Si la entalpia especifica es la misma para todas las corrientes:

�� I��EMA CE��ADO:

�I��EMA ABIE��O: (�� )

∼0 T 2

∆U = m ∫ C v dT T 1

∼0

T 2

∫

�� I��EMA ABIE��O: (�� )

∆U + ∆( P V ) + E C + ∆ E P = Q − W �� : ��

∼0

∆ ( P V ) = P ∆V + V ∆ P ∆( P V ) = P 2V 2 + P 1V 1 ��:

�� , � ��

∆( P V ) = V ∆ P

V ∆ P + E C + ∆ E P + ∆U = Q − W

��:

V ∆ P +

1 m∆v 2 2 g c

+m

g g c

∆ z + ∆U = Q − W

�� :

V ∆ P +

1 m∆v 2 2 g c

+m

g g c

∆ z + ∆U = Q − W

��:

 V 1 ∆v 2 g  + ∆ z  + ∆U = Q − W m  ∆ P + 2 g c g c m  ��:

∆ P 1 ∆v 2 g dQ − ∆U W + + ∆ z + =− ρ

2 g c

g c

m

m

g W ∆ P 1 ∆v 2 ˆ =− + + ∆ z + F ρ

2 g c

g c

m

�� :

g W ∆ P 1 ∆v 2 ˆ =− + + ∆ z + F 2 g c

ρ

g c

m

OB�E��E E��A FO�MA DE �E�E�C�IBI� LA EC�ACION : M�� /�:

∆ P 1 ∆v 2 + + ∆ z + h f = − hW γ

2 g

hW =

W g c

h

F

m g ) g c

Q − ∆ U g c

O�� , ��. ��.

�� :

∆ P 1 ∆v 2 g W ˆ =− + + ∆ z + F 2 g c

ρ

g c

m

��:  PA�A FL�IDO� IDEALE�, (NO HA� PE�DIDA� DE F�ICCION)  INCOMP�E�IBLE�  NO HA� ��ABAJO  NI ��A�FE�ENCIA DE CALO�

��

��:

g ∆ P 1 ∆v 2 + + ∆ z = 0 ρ

2 g c

g c

�� :

m &2

�� :

m &1 = m &2

m &1 m &1 = m &2 ρ 1 v1 A1 = P�� , ��, �� :

2

v2 A2

ρ v1 A1 = ρ v2 A2 v1 A1 = v2 A2

C�� C��, �:

Q = v A

�� ∼0

∼0

∼0

Q = H 2 − H 1 P�OPIEDADE� DE LA EN�ALPIA: •

•

•

•

•

E� �� . N� �� . E� �� : �� . E� ��: �� . C�� ∆H �� , �� : ��

�� (�� ) �� (�� ) ��

ALG�NA� APLICACIONE� DE LO� BALANCE� EN�ALPICO�

•

�� (�) �� , �� .

•

�� .

•

�� .

•

�� .

•

�� .

La entalpía de una sustancia (con respecto a un estado de referencia) es la suma de tres contribuciones: 

Entalpía o calor de formación

s

∑m i



Calor sensible

∑ m C i

p ,i

i

H fiTref

(T − Tref )

i



Calor latente

∑

λ

��

�OL�CION

�OL�CION

�OL�CION

�� 5 HP. C�� ?

D��: 20 �� D��:15 ��

��

90 �� H�

��

 � 

calidad de vapor =



masa de vapor saturado masa total

E��. L� �� 94�C �� 2050 KJ/K�. C�� .

C�� 150�C � 1 ��, �� 300�C � �� (�� )

��

La entalpía de una sustancia (con respecto a un estado de referencia) es la suma de tres contribuciones: 

Entalpía o calor de formación

s

∑m i



Calor sensible

∑ m C i

p ,i

i

H fiTref

(T − Tref )

i



Calor latente

∑

λ

C�� K�� 5 K� �� .

P�� :

P�� :

20�C

30�C

=8.93 ��/�� (12.09 KJ/��) + 80.4 ��/�� (8.32 KJ/��) =776.89 KJ/�� =12.9 ��

��

��

�� Estados de referencia: Agua: 1 at y 0°C Aire seco: 1 atm y 0°C

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