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TERMODINÁMICA GENERAL
SUPERFICIES DE CONTROL Y
ANÁLISIS DE PROCESOS EN
SISTEMAS TERMODINÁMICOS
Ing. Federico G. Salazar
http://www.fsalazar.bizland.com
Guatemala, Enero 2011
SUPERFICIES DE CONTROL
CASO DE ESTUDIO: Una cámara de acero
inoxidable enchaquetada se utiliza para realizar
un proceso industrial. Está conectada a un ducto
que provee
vapor saturado al
sistema.
SUPERFICIES DE CONTROL
Posee una capa externa de material
aislante que favorece la eficiencia del
equipo evitando que se pierda calor a los
alrededores a través de
las paredes.
SUPERFICIES DE CONTROL
Se aprovecha la energía interna del vapor
que entra, transmitiendo calor a la cámara
interior, y desechando agua saturada, que
descarga al
ambiente.
SUPERFICIES DE CONTROL
Los flujos de masa de entrada y de salida
se dan a través de las paredes externas del
equipo.
El flujo de calor ocurre a través de las
paredes internas debido a las diferencia de
energía interna entre el fluido de trabajo y
el fluido contenido en el recipiente interior.
SUPERFICIES DE CONTROL
Aplicaremos el concepto de superficie de
control para realizar un análisis de los
procesos que ocurren en el sistema, con
respecto a los flujos a través de sus
paredes.
SUPERFICIES DE CONTROL
• Caso 1. Se define el sistema de tal forma que
se asigna la superficie de control cubriendo
totalmente
el quipo en
su exterior.
Se muestra esta situación.
SUPERFICIES DE CONTROL
• Caso 1 (análisis). La transferencia es de
masa en este caso. El flujo entrando cede
parte de su energía interna al sistema y
sale como fluido exhausto. No hay
ninguna otra interacción del sistema con
su ambiente.
SUPERFICIES DE CONTROL
• Caso 2. Se define el sistema de tal forma que
se asigna la superficie de control cubriendo
solamente el
recipiente
interior
del equipo.
Se muestra esta situación.
SUPERFICIES DE CONTROL
• Caso 2 (análisis). Este otro sistema tiene
solamente transferencia de calor a través
de sus paredes.
SUPERFICIES DE CONTROL
SINTESIS
• El análisis de sistemas por medio de
superficies de control nos permite
determinar las transferencias de masa y
energía que pueden darse a través de las
paredes.
SUPERFICIES DE CONTROL
• Dependiendo de la superficie de control
que se asigne, los tipos de flujos variarán
entre un arreglo y otro.
SUPERFICIES DE CONTROL
• A partir de estos criterios se puede
evaluar el cambio del contenido total de
energía
de
cualquier
sistema
determinado.
SUPERFICIES DE CONTROL
COROLARIO
• La transferencia de calor entre dos
medios se origina por diferencias de
energía interna entre ambos.
• Esto se manifiesta como diferencias de
temperatura entre ellos.
SUPERFICIES DE CONTROL
Ing. Federico G. Salazar
http://www.fsalazar.bizland.com