Balance de Energía Mecánica

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALFACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y AGROINDUSTRIAL

CARRERA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL FENÓMENOS DE TRANSPORTE

INTEGRANTES:Víctor GutiérrezDaniela Ramírez

• La energía mecánica es una forma de energía que es, o bien un trabajo, o una forma que puede transformarse en trabajo.

• De la ecuación , los términos de calor y energía interna NO permiten una conversión simple a trabajo debido a la segunda ley de la termodinámica y a la eficiencia de la conversión que depende de las temperaturas.

• Los términos de la energía mecánica no tienen esta limitación y pueden convertirse casi en su totalidad en trabajo. La energía que se convierte en calor, o energía interna, es trabajo perdido o una pérdida de energía mecánica causada por la resistencia friccional al flujo.

Balance de Energía Mecánica

• Es conveniente escribir un balance de energía en términos de esta pérdida, , que es la suma de todas las perdidas por fricción por unidad de masa. Para el caso de flujo de estado estacionario, cuando una unidad de masa pasa de la entrada a la salida, el trabajo realizado por el flujo , se expresa como:

• Este difiere de de la ecuación: , que también incluye los efectos de energía cinética y de energía potencial. Escribiendo la primera ley de la termodinámica para este caso, donde se trasforma en .

• La ecuación de la entalpia , puede escribirse como:

Balance de Energía Mecánica

• Realizamos una sustitución y combinación:

• Esta última ecuación se sustituye en

• Para obtener la ecuación de balance general de energía mecánica.

• Donde: • z: altura relativa en metros desde un plano de referencia.• v: velocidad en m/s respecto al límite del sistema en ese punto.• Trabajo mecánico puro• Factor de corrección de la velocidad de la energía cinética.

Balance de Energía Mecánica

Ejercicio de aplicación POTENCIA DE UN MOTOR PARA UN SISTEMA DE FLUJOUna bomba que opera con un régimen de 69,1 gal/min extrae una solución líquida con densidad 114,8 de un tanque de almacenamiento que tiene una sección transversal considerable, por medio de una tubería de succión de 3.068 pulg de DI. La bomba descarga a través de una línea de 2.067 pulg de DI a un tanque elevado abierto. El extremo final de la línea de descarga está a 50 pies por encima del nivel del líquido en el tanque de alimentación . Las pérdidas por fricción en el sistema de tuberías son . ¿Qué presión debe desarrollar la bomba y cuál deberá ser su potencia con una eficiencia del 65% (n=0,65)? El flujo es turbulento.

¿Cuál deberá ser su potencia con una eficiencia del 65% (n=0,65)? El flujo es turbulento.

Flujo Turbulento

 

 

¿Qué presión debe desarrollar la bomba?

b)