Termodinamica e Termoidraulica - Ingegneria Meccanica, Nucleare ...

Gli scambi di massaNozioni introduttive• Portata volumetrica del fluido (Q): volume di fluido che attraversa una determinatasezione trasversale nella unità di tempo. . Essa si misura in m 3 /s .• Portata massica del fluido (W oppure G): massa di fluido che attraversa una sezionetrasversale del condotto nell’unitunità di tempo. . Essa si misura in kg/s ed è legata allaportata volumetrica attraverso la relazioneW = G =ρ Q[kg/s]• Velocità media del fluido (w): è la velocità del fluido, ipotizzata costante nella sezione,che produrrebbe la stessa portata in volume. . Il fluido che attraversa una sezione delcondotto in 1 s, in tali condizioni, è quello contenuto in un cilindro di altezza w esezione pari a quella del condotto, A. . La velocità media è quindi data dae di conseguenza la relazione che lega la portata massica alla velocitvelocità media èWQw ≡A= ρ w ANozioni introduttive• Conservazione della massa: in un sistema aperto la variazione di massa per unità ditempo è data dalla differenza tra le somme delle portate entranti meno quelle uscenti:dM= ∑We e−dt∑uWudM= ∑Ge e−dt∑uGu• Per i sistemi chiusi, , si ha per definizione che tutte le portate sono nulle (essendo lasuperficie del sistema impermeabile alla massa) e quindi:M = costQuesta è la ragione per cui i sistemi chiusi vengono dettianche masse di controllo (in quanto si studia l’evolulevolu-zione di una quantità di massa fissata).• Nel caso di sistemi aperti a regime la massa contenutaè ugualmente costante (in quanto, essendo il sistema aregime, nessuna proprietà dipende dal tempo) ma inquesto caso, dato che le portate non sono nulle,l’equazione di bilancio di massa si riduce a:∑eWe=∑uWu10