1. Conservación de la energía: Esta es la suposición principal subyacente a la ecuación de energía. Establece que la energía no puede ser creada o destruida, solo transferida o transformada de una forma a otra. Este es el principio central que dicta la ecuación de equilibrio energético.
2. Hipótesis continua: Esta suposición supone que el fluido es un medio continuo, lo que significa que sus propiedades se pueden definir en cada punto del espacio. Esto nos permite tratar el fluido como una entidad única y descuidar los efectos de las moléculas individuales.
3. Sin trabajo externo: La ecuación de energía a menudo supone que no se realiza un trabajo externo en el sistema, como el trabajo realizado por un eje o un límite móvil. Esta simplificación a menudo es aplicable en muchos casos, pero puede relajarse para escenarios más complejos.
4. Equilibrio termodinámico: La ecuación de energía se aplica típicamente a los sistemas en equilibrio termodinámico. Esto significa que la temperatura y la presión son uniformes en todo el sistema, lo que permite un valor único de estos parámetros.
5. Sin disipación viscosa: Algunas formas de la ecuación de energía descuidan la disipación viscosa, que se refiere a la conversión de energía cinética en calor debido a la fricción entre las capas de fluido. Esta simplificación es válida para fluidos ideales o fluidos de baja viscosidad.
6. Condiciones de estado estacionario: Muchas aplicaciones de la ecuación de energía asumen condiciones de estado estacionario, donde las propiedades de flujo no cambian con el tiempo. Esto simplifica el análisis eliminando los términos dependientes del tiempo de la ecuación.
7. Flujo incompresible: Para muchas aplicaciones, la ecuación de energía asume un flujo incompresible, donde la densidad del fluido permanece constante. Esta es una suposición válida para líquidos y gases a velocidades relativamente bajas.
8. Energía potencial insignificante: En algunos casos, los cambios potenciales de energía son insignificantes en comparación con otras formas de energía, como la energía cinética e interna. Esta simplificación es válida cuando el flujo se limita a un pequeño cambio de elevación.
9. Comportamiento de gas ideal: La ecuación de energía a veces se aplica a los gases ideales, que obedecen la ley de gas ideal. Esta suposición simplifica la relación entre presión, volumen y temperatura, pero puede no ser precisa para gases reales a altas presiones o bajas temperaturas.
10. Sin cambios de fase: La ecuación de energía a menudo supone que no hay cambios de fase dentro del fluido, como la condensación o la evaporación. Esta simplificación es válida para los fluidos monofásicos, pero puede relajarse para escenarios más complejos.
Es importante comprender estos supuestos y sus limitaciones al aplicar la ecuación de energía. En algunos casos, descuidar ciertos supuestos puede conducir a resultados inexactos, y puede ser necesario un enfoque más complejo.
