FENOMENOS DE TRANSPORTE

Ing. Sergio Alberto Solano Rodríguez

FEN

OM

ENO

S D

E TR

ANSP

ORT

E

DINAMICA DE FLUIDOS

Transporte de Momentum

TRANSFERENCIA DE CALOR

Transporte de Energía

TRANSFERENCIA DE MASA

Transporte de masa de especies químicas

Niveles de Estudio

Propiedades de los Fluidos

• Tensión Superficial ϒ: la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área.

Unidades son de N·m-1 = J·m-2

Propiedades de los Fluidos

• Densidad: Cantidad de masa contenida en determinado volumen.

• Densidad Relativa(gravedad especifica): cociente entre la densidad de la sustancia y una sustancia de referencia.

Sustancia ó Material densidad (gr/cm3)

Aire 0.0012Etanol 0.81

Benceno 0.90Hielo 0.92Agua 1.0

Agua de mar 1.03Sangre 1.06

Glicerina 1.26Hormigón 2Aluminio 2.7

Hierro, Acero 7.8Latón 8.6Cobre 8.9Plata 10.5

Plomo 11.3Mercurio 13.6

Oro 19.3Platino 21.4

Fuentes:Serway. Physics for Scientists and EngineersSears, Z & Y. Física Universitaria

Propiedades de los Fluidos

• Capilaridad: Depende de su tensión superficial cohesión o fuerza intermolecular del líquido y que le confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar.

Fluido sube: Cohesión < adhesión del liquido con el material del tubo

liquido que moja.

Propiedades de los Fluidos• Peso Especifico:

• Flotación: Cuerpos cuya densidad relativa es menor que la unidad, flotan en el agua.

• El principio de Arquímedes: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja». Esta fuerza se denomina empuje [N]

Propiedades de los Fluidos

• Viscosidad: Propiedad física que caracteriza la resistencia al flujo de fluidos sencillos.

fluido: sustancia que se deforma cuando se aplica un esfuerzo.

TIPOS DE FLUJO DE FLUIDOS (Re)

• Laminar• Transición • Turbulento

FLUIDOS NEWTONIANOS – LEY DE NEWTON

UNIDADES

VALORES DE VISCOSIDAD

Obt

ener

dat

osTablas

Experimental

Cálculos Aproximados

TABLAS

EXPERIMENTAL

• Viscosímetro de tubo capilar• Viscosímetro de Saybolt• Viscosímetro de Oswald-Cannon-Fenske• Viscosímetro de cilindro concéntrico• Viscosímetro de caída libre

Calculos de Viscosidad

Dependencia de P y T propiedades criticas

VISCOSIDAD DE GASES

• Gases de baja densidad

• Modelo de Lennard-Jonnes

Evaluación viscosidad Lennard-Jones

Viscosidad de Líquidos

• Teoría fundamentalmente empírica• Vibraciones de moléculas

VISCOSIDAD DE METALES LIQUIDOS Y ALEACIONES POR LENNARD-JONES

Distancia interatómica 0 K-Parámetros de energía dependiendo del metal.-N de Avogadro.-Masa atómica.-R cte de los gases.-T abs-K de Boltzman.-Densidad de átomos.

Flujo de una película descendente

Flujo a través de un tubo

circular