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Balance de Energía

Para llevar a cabo los balances de materia se utiliza la ley de conservación de la masa, la cual indica que la masa que ingresa al sistema es igual a la que sale más la acumulada en el proceso. De manera similar se puede enunciar la ley de conservación de energía, la cual postula que toda la energía que entra a un proceso es igual a la que sale más la que queda en el proceso. La energía puede manifestarse de varias maneras. Algunas de sus formas más comunes son la Entalpía, Energía Eléctrica, la Energía química (en términos de la $\Delta h$ de la reacción), la Energía Cinética, la Energía Potencial, el Trabajo y el Flujo de Calor. Un tipo de balance de energía más útil para el flujo de fluidos, en especial de líquidos, es una modificación del balance total de energía que considera la energía mecánica. Casi siempre, a los ingenieros les interesa primordialmente este tipo especial de energía, llamado energía mecánica, que incluye el término de trabajo a la energía cinética, a la energía potencial y la parte de trabajo de flujo del término de Entalpía. La energía mecánica es una forma de energía que es, o bien un trabajo, o una forma que puede transformarse directamente en trabajo. La energía que se convierte en calor, o en energía interna, es trabajo perdido o una pérdida de energía mecánica causada por la resistencia friccional al flujo, dicha pérdida es la suma de todas las pérdidas por fricción por unidad de masa ($\sum F$). Así, obtenemos el balance de Energía Mecánica:

$$1/2\,{\frac {{{\it\Delta v}}^{2}}{{\it\alpha}}}+g{\it\Delta h}+{\frac % {{\it\Delta p}}{ {\it\rho}}}+\sum 1/2\,h(j){v}^{2}+W=0$$

Donde:

$$\sum F = \sum 1/2\,h(j){v}^{2}$$

$$h(j)=2\,{\frac {fL}{D}} + \sum K(j)$$