FORMULARIO Termodinámica y transferencia de calor

Jacinto Hernández Hernández

Ingeniería en Aeronáutica

……Formulas…… PAtm.=101.325 KPa. *C=Velocidad

P=ρ* g* Δz

ṁ= ρ*C*A = ṁentra= ṁsale→= ρ1*C1*A1== ρ2*C2*A2

A= (π*Ø2)/4

Caudal= C*A

W= F*dx→W=P*V ----Sistema cerrado---------------Sistema abierto

W=∫ PdvW=−∫V dp

Energía potencial---------𝚫Ep=m*g*𝚫z------J

𝚫z=Z2 - Z2

𝚫ep=g*𝚫z--------J/Kg

Energía cinética----------- 𝚫Ec=1/2(m) (C22 - C2

1) 𝚫ec=1/2(C2

2 - C21)

Primera ley de la termodinámica------------- ± Q=Δu ± W ± q=Δu ± W

Calor especifico------------- Δu= CV(T2 – T1)

± q=Δh +Δec+Δep ± W

h= u+Pv

Δh=h2 – h1 h=u + PV Δh =Δu +P2V2 - P1V1

h1 = u1 + P1V1

h2 = u2 + P2V2

POT = ṁ*W

Vmezcla= V/m Vmezcla= Vf mf + Vg mg

mf + mg mf + mg

Vmezcla= (Vf + Vg) / (mf + mg)

Vm=Vf Y + Vg XVf = Vf mf Vm=Vf(1-X)+ Vg XVg = Vg mg

V= Vf + (Vg – Vf)X U= Uf +(Ug – Uf)X X= U – Uf

h= hf + (hg – hf)X Ug - Uf

S= Sf + (Sg – Sf)X

Y= mf ===cantidad X= mg =======> cantidad o título % mf + mg de humedad % mf + mg

X + Y = 1= 100%

INTERPOLACION:

Y = Y1 + (Y2 – Y1) (X – X1) X=temperatura (X2 – X1) Y= propiedad

LEY DEL GAS IDEAL:

P V = m*R*T R= CTE. General de los gases 8.3143 KJ/(Kg mol K)

P V = R*T

P = ρ*R*T

LEY DE CHARLES:

T2 / T1 = V2 / V1

SEGUNDA LEY DE CHARLES:

P2 / P1 = T2 / T1

Relaciones de presión-temperatura para proceso politrópico

P2 / P1 = (V1 / V2)n

T2 / T1 = (V1 / V2)n-1

T2 / T1 = (P2 / P1) (n-1) /n

PROCESOS TERMODINAMICOS: (Sistema cerrado)

1.- Isobárico:

W= P (V2-V1) = R (T2- T1) q= CP(T2 – T1)

2. - Isométrico:

W = 0 q= CV((T2 – T1)

3. – Isotérmico:

W= R*T*ln(V2/V1) q = W

4.- Politrópico:

W= P2V2 - P1V1 = R (T2- T1) q= CV (T2 – T1) + R (T2- T1) 1 - n 1 - n 1 - n

5.- Isentrópico: (adiabático – reversible)

W= P2V2 - P1V1 = R (T2- T1) q= CV (T2 – T1) + R (T2- T1) 1 - k 1 – k 1 - k

PROCESOS TERMODINAMICOS: (Sistema abierto)

1.- Isobárico:

W= 0 q= CP(T2 – T1)

2. - Isométrico:

* No tiene caso calcular el W

3. – Isotérmico:

W= -R*T*ln(V2/V1) q = W

4.- Politrópico:

W= (P2V2 - P1V1) n = R*n(T2- T1) q= Cp (T2 – T1) + R*n(T2- T1) 1 - n 1 - n 1 - n

5.- Isentrópico: (adiabático – reversible)

W= (P2V2 - P1 V1 )k = R*k(T2- T1) q= CV (T2 – T1) + R*k (T2- T1) 1 - k 1 – k 1 - k

Transferencia de calor

Conducción unidimensional simple

Q(x)=-kA(T2-T1)/ L

q(x)=-U(Tf –Ti)

U= 1

∑i=1

n

R……∑i=1

n

R = L1k1

+ L2k 2

+…+ lnkn

q(x)=-∆T /∑ R

R1+R2+…Rn=-(Tf – Ti)/q

Convección

Q(x)=-h A∆T….h=coeficiente de convección

q(x)=-∆T /∑ R

∑ R= 1h1

+∆ xkx

+…+∆ xkx

+ 1h2

Cilindro

R=ln( r 2r 1 )2π k

∑ R .conv= 1h12π r 1

+ .ln( r x2r x1 )2 π k x

.+ 1h22 πr n