Los fenómenos de transporte tienen lugar en aquellos procesos, conocidos como procesos de transferencia, en los que se establece el movimiento de una propiedad de masa, momentum o energía en una o varias direcciones bajo la accion de una fuerza impulsora. Aplicaremos muchos de estos ejemplos que en la vida diaria surgiran en este curso.
Fluidos.
Sustancia que se deforma continuamente bajo la acción de un esfuerzo constante.
Estos se clasifican en fluidos compresibles e incompresibles.
Sustancia que se deforma continuamente bajo la acción de un esfuerzo constante.
Estos se clasifican en fluidos compresibles e incompresibles.
*Fluidos compresibles
(Gases y Vapores)
Son aquellos que experimentan variación en su volumen convirtiéndose en excelentes acumuladores de energía.
(Líquidos)
Son aquellos que frente a la acción de una fuerza externa no experimenta variación en su volumen, transmitiendo en forma eficiente las energias.
Flujo.
Es un fluido en movimiento, y se define como la cantidad de masa de líquido que fluye a través de una tubería en un segundo.
Este se clasifica en varios tipos:
Es un fluido en movimiento, y se define como la cantidad de masa de líquido que fluye a través de una tubería en un segundo.
Este se clasifica en varios tipos:
*Flujo turbulento: En este tipo de flujo las partículas del fluido se mueven en trayectorias erráticas, es decir, en trayectorias muy irregulares sin seguir un orden establecido
*Flujo laminar: Se caracteriza porque el movimiento de las partículas del fluido se produce siguiendo trayectorias bastante regulares, separadas y perfectamente definidas dando la impresión de que se tratara de laminas o capas mas o menos paralelas entre si.
*Flujo Estacionario: se caracteriza porque las condiciones de velocidad de escurrimiento en cualquier punto no cambian con el tiempo, o sea que permanecen constantes con el tiempo.
*Flujo No Estacionario: este tipo de flujo en general las propiedades de un fluido y las características mecánicas del mismo serán diferentes de un punto a otro dentro de su campo.
Mecanismos de Transferencia.
*Momentum.
La cantidad de movimiento es una magnitud escalar
Se asocia con la Segunda Ley de Newton:
El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.
El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.
*Calor.
Es la transferencia de energia entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas.
El calor puede transmitirse en 3 formas:
-Conveccion.
Se caracteriza porque se produce por intermedio de un fluido (aire o agua) que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas.
Se relaciona con la Ley de Enfriamiento de Newton.
Ley de enfriamiento de Newton.
La temperatura de un cuerpo cambia a una velocidad que es proporcional a la diferencia de las temperaturas entre el medio externo y el cuerpo.
-Radiacion.
Es la transmisión de calor por medio de ondas electromagnéticas llamadas infrarrojas, que no necesitan ningún soporte para transmitirse.
Esta se relaciona con la ley de Stefan-Boltzmann.
Ley de Stefan-Boltzmann
Establece que la energía por unidad de superficie radiada por un cuerpo negro es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura expresada en kelvins.
-Conducción.
Consiste en dos sistemas basado en el contacto directo de sus partículas y que tiende a igualar la temperatura dentro de un cuerpo y entre diferentes cuerpos en contacto por medio de ondas.
Esta se relaciona con la Ley de Fourier.
Consiste en dos sistemas basado en el contacto directo de sus partículas y que tiende a igualar la temperatura dentro de un cuerpo y entre diferentes cuerpos en contacto por medio de ondas.
Esta se relaciona con la Ley de Fourier.
Ley de Fourier.
El flujo de calor a través de una superficie, un area es proporcional a la diferencia de temperaturas entre los distintos puntos del cuerpo (gradiente de Temperaturas).
Otro mecanismo de Transferencia es de Masa.
*Masa.
Es la cantidad de materia de un cuerpo
Esta se asocia con la Ley de Fick.
Es una ley cuantitativa en forma de ecuación diferencial que describe diversos casos de difusión de materia o energía en un medio en el que inicialmente no existe equilibrio químico o térmico.
Es una ley cuantitativa en forma de ecuación diferencial que describe diversos casos de difusión de materia o energía en un medio en el que inicialmente no existe equilibrio químico o térmico.
Calor y temperatura.
El calor y la temperatura están relacionadas entre si, pero son conceptos diferentes.
*Calor es una forma de energía que depende de la velocidad de sus partículas, tamaño y tipo. Esta se trasfiere de un cuerpo a otro del mayor al menor.
*Temperatura.
La temperatura es una medida del calor o energía térmica de las partículas en una sustancia.
Diferencia entre ambas.
La temperatura no es energía sino una medida de ella, sin embargo el calor sí es energía.
La temperatura no es energía sino una medida de ella, sin embargo el calor sí es energía.
Gradiente de Temperatura.
Son los incrementos o disminuciones de temperatura entre dos extremos de una sustancia o algun material.
Son los incrementos o disminuciones de temperatura entre dos extremos de una sustancia o algun material.
Viscosidad.
Esta es la resistencia que ejercen los fluidos al ser deformado cuando este se aplica un mínimo de esfuerzo cortante. La viscosidad de un fluido depende de su temperatura.
Ley de Viscosidad de Newton.
Establece que la rapidez del esfuerzo de corte por unidad de área es directamente proporcional al gradiente negativo de la velocidad local.
Esta es la ley de Newton de la viscosidad y los fluidos que la cumplen, se denominan fluidos newtonianos.
-Fluidos Newtonianos.
Sometidos a un esfuerzo cortante, se deforman con una velocidad que es proporcional directamente al esfuerzo aplicado.
Cumplen la ley de viscosidad de Newton.
El agua, el aire, la gasolina, el alcohol, la leche, el vino, aceites vegetales, queroseno, benceno, glicerina, etc.
-Fluidos No Newtonianos.
Los fluidos en los cuales el esfuerzo cortante no es directamente proporcional a la relación de deformación.
No cumplen la ley de viscosidad de newton.
Pinturas, barnices, mermeladas, jaleas, mayonesa, manteca, sangre humana, etc.
Esfuerzo cortante.
Es la medida de efecto que tiene una fuerza paralela sobre el área a la que se aplica.
Concentraciones.
Es la relación entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolución. Dependiendo de las unidades en que se expresen estas magnitudes nos aparecen las diferentes formas de expresar la concentración.
Es la relación entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolución. Dependiendo de las unidades en que se expresen estas magnitudes nos aparecen las diferentes formas de expresar la concentración.
Concentración de masa.
Esta expresada por la masa de una especie de soluto por unidad de volumen de solución.
Concentración molar.
Esta expresada por el numero de moles de una especie de soluto por unidad de volumen de solución.
Fracción de masa.
Es la concentración de masa de una especie de soluto dividida por la densidad total de la solución.
Fracción molar. Es la concentración molar de la especie de soluto dividida por la densidad molar total de la solución.
