Estado No Estacionario

ESTADO NO ESTACIONARIO

Cuando no existen cambios de temperatura con el tiempo, ésta puede ser medida experimentalmente o calculada a través de una ecuación como ya se ha visto en los casos anteriores; análogo a esto, es posible conocer el perfil de temperaturas de un sistema cuando es dependiente del tiempo.

Ejemplos de evoluciones temporales de perfiles de temperatura:

Es posible conocer estos perfiles a través de un caso particular de la ecuación de balance de energía, la ecuación de difusión:

Para usarla, es necesario una ecuación de estado que relacione variables termodinámicas, como las definiciones de Cp o Cv

 Introduciendo estos términos, se llega a la siguiente expresión:

Para determinar si en un sistema hay gradientes de temperatura, se utiliza un criterio llamado número de Biot: 

Si su valor (adimensional) es menor a 0.1, se puede descartar la existencia de gradientes y el perfil de temperaturas se puede calcular de la siguiente manera:

Existen otras ecuaciones de balance como la de Navier Stokes para la conservación de momento:

O la de continuidad, para la conservación de masa:

Para el estudio de un flujo en movimiento, hay dos posibilidades:

• ·         Enfoque Euleriano

Propone la velocidad como un campo vectorial, en el cual, a cada partícula se le puede asignar un vector, se analiza “por zonas”

• ·         Enfoque Langrangiano

Propone el estudio de las partículas no como un todo, sino uno a uno