Instituto TecnológicoDe Mexicali

Mecanismos de transferencia

Alumna:

Brenda Villafuerte Ruiz

Mexicali B.C. 30 de Enero 2015

1.1 Conceptos fundamentales

El movimiento de los fluidos puede clasificarse de muchas maneras, según diferentes criterios y según sus diferentes características.

Fluido incompresibleUn fluido incompresible es cualquier fluido cuya densidad siempre permanece constante con el tiempo, y tiene la capacidad de oponerse a la compresión del mismo bajo cualquier condición. Esto quiere decir que ni la masa ni el volumen del fluido puede cambiar. El agua es un fluido casi incompresible, es decir, la cantidad de volumen y la cantidad de masa permanecerán prácticamente iguales, aún bajo presión.

Fluido comprensible• Es aquel fluido cuya densidad varía significativamente ante un

cambio de presión. Tanto los gases, como los líquidos y los sólidos, todos disminuyen su volumen cuando se les aplica una presión. La relación entre la variación de volumen y la variación de presión, es una constante K, propia de cada material, que depende de la elasticidad del mismo.

• El valor de K es muy grande para sólidos y líquidos, ya que varían escasamente su volumen (por lo tanto su densidad) ante una variación de presión. Es por esta razón que se dice que la mayoría de los sólidos y líquidos son incompresibles

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, ocasionando la transferencia de cantidad de movimiento de una porción de fluido a otra, de modo similar a la transferencia de cantidad de movimiento molecular pero a una escala mayor.

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, las cuales se deslizan suavemente unas sobre otras, sin que exista mezcla macroscópica o intercambio transversal entre ellas.

Flujo estacionario y no estacionario

  Flujo permanente: Llamado también flujo estacionario.Este tipo de flujo 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 o bien, si las variaciones en ellas son tan pequeñas con respecto a los valores medios. 

Flujo no permanente: Llamado también flujo no estacionario.En 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, además si las características en un punto determinado varían de un instante a otro se dice que es un flujo no permanente.

1.2 Reologia La reologia es la ciencia que estudia más que nada a los fluidos no newtonianos, ya que estudia las propiedades que le caracterizan como fluido y no como un solido.Entonces el comportamiento Reologico de los fluidos no es más que dicho comportamiento según la viscosidad y densidad del mismo.

Y se clasifica en: fluido newtoniano y fluido no newtoniano.El Fluido Newtoniano es aquel en donde se cumple la ley de newton sobre viscosidad

1.3 Concentración Existen diversas formas, las cuales se muestran en el cuadro siguiente:

CONCENTRACIÓN SÍMBOLO DEFINICIÓN

DE MASA i

Masa del componente "i" por unidad de volumen de la mezcla o solución

MOLAR ci

Moles de la especie "i" por unidad de volumen de la mezcla o solución

FRACCIÓN DE MASA wi

Masa del componente "i" respecto de la masa total de mezcla (en % o fracción de 1)

FRACCIÓN MOLAR xi

Moles de la especie "i" respecto del total de moles de mezcla (en % o fracción de 1)

Densidades de flujo de materia

• Las densidades de flujo de materia son magnitudes vectoriales que representan el transporte de una especie que atraviesa la unidad de área en la unidad de tiempo, expresada con base de masa o molar.

Velocidades de flujo de materia

• Dada una especie "i" que difunde en una mezcla, llamaremos como velocidad de la especie "i" respecto de ejes estacionarios (vi), a la suma de las velocidades moleculares individuales en esta especie dividida por el número de moléculas contenidas en el mismo elemento de volumen considerado. Se define como velocidad media de masa de la mezcla de n componentes a la suma de las velocidades másicas individuales de cada componente dividido la densidad total de cada mezcla

1.4 Calor Diferencias clave entre calor y temperatura• La temperatura se encarga de medir la energía cinética (en

este caso energía térmica), mientras que el calor es la energía térmica que posee un cuerpo.

• La temperatura se mide en grados Celsius, escala Kelvin o grados Fahrenheit; mientras que el calor se mide en Julios o Joules.

1.5 Mecanismos de transferencia

Mecanismos de transferencia de masa• La transferencia de masa cambia la composición

de soluciones y mezclas mediante métodos que no implican necesariamente reacciones químicas y se caracteriza por transferir una sustancia a través de otra u otras a escala molecular. Cuando se ponen en contacto dos fases que tienen diferente composición, la sustancia que se difunde abandona un lugar de una región de alta concentración y pasa a un lugar de baja concentración.1,2,3

• El proceso de transferencia molecular de masa, al igual que la transferencia de calor y de momentum están caracterizados por el mismo tipo general de ecuación.

Mecanismos de transferencia de calor

Las formas mediante las cuales se produce la transmisión de calor se considera generalmente que son tres: conducción, convección y

radiación.• CONDUCCIÓN: La transmisión de calor por conducción es atribuida

a un intercambio de energía entre moléculas y electrones adyacentes en el medio conductor, sin transferencia macroscópica de materia, es decir, sin un desplazamiento visible de partículas.

• CONVECCIÓN: La transmisión de calor por convección en los fluidos se produce como consecuencia de un transporte macroscópico de materia que conlleva una cantidad de entalpía definida.

• RADIACIÓN: La transmisión de calor por radiación se produce a través del espacio mediante ondas electromagnéticas, en un intervalo de longitudes de onda que va desde 0,1 a 100 , y no requiere un medio material como portador.

Mecanismos de transferencia de

momentum• Está caracterizada por estudiar el movimiento de fluidos y las

fuerzas que lo producen, a excepción de las fuerzas que actúan a distancia (campo gravitatorio, campo eléctrico). Las fuerzas que actúan sobre un fluido como las presión y el esfuerzo cortante, provienen de una transferencia microscópica a nivel molecular de cantidad de movimiento.

Por lo tanto, se deducirán las ecuaciones que vinculen dicha transferencia de cantidad de movimiento con las fuerzas que la generan. Existen tres métodos para hacerlo:

• Microscópico• Macroscópico• Similitud

Bibliografía• http://

fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/conceptosbasicosmfluidos/clasificaciondelflujo/clasificaciondelflujo.html

• http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/flujo-compresible

• http://marytmecanicafluidos.blogspot.mx/• http://

www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/quimica/3_anio/fenomenos_transporte/Unidad_tematica_7.pdf

• http://www.monografias.com/trabajos10/semi/semi.shtml

• http://ocwus.us.es/arquitectura-e-ingenieria/operaciones-basicas/contenidos1/tema7/pagina_02.htm