Il bilancio energetico di un sistema stazionario con flussi continui di correnti fluide
Il bilancio energetico di un sistema che coinvolge movimenti continui di correnti fluide combina la meccanica con la termodinamica. In questo contesto, una pompa fornisce lavoro al sistema, mentre uno scambiatore di calore cede o assorbe calore. Questi processi sono comuni nelle apparecchiature chimiche.
Energia in gioco
L’energia in entrata o in uscita dalle sezioni considerate è data dalla somma di diversi termini, tra cui l’energia interna per unità di massa, l’energia potenziale relativa al piano di riferimento e l’energia cinetica.
Variazione di energia
La variazione di energia subita dalla massa nel passaggio tra sezioni è espressa da un’equazione che tiene conto della differenza di energia, del lavoro e del calore forniti dall’ambiente. Si applica il principio della conservazione dell’energia per garantire l’equilibrio delle trasformazioni.
L’entalpia
La variazione di entalpia è un aspetto importante del bilancio energetico, in quanto rappresenta la quantità di energia termica e meccanica fornita per unità di tempo. Questa equazione può essere applicata anche a sistemi con più correnti entranti e uscenti, dove è necessario considerare la differenza tra i valori delle grandezze corrispondenti alle varie correnti.
Nel contesto delle apparecchiature dell’industria chimica, spesso si trascura l’energia potenziale e cinetica, semplificando così l’equazione del bilancio energetico in una forma chiamata bilancio entalpico o termico.