Mecanismos de transferencia, conceptos básicos.

1. Mecanismos de transferencia
I. Conceptos fundamentales
1.1 Fluido, flujo.

2.  Fluido: tipo de medio continuo formado por alguna sustancia entre
cuyas moléculas sólo hay una fuerza de atracción débil.
 Fluido incompresible: aquellos flujos donde las variaciones
en densidad son insignificantes se denominan incompresibles.
 Fluido Comprensible: cuando las variaciones en densidad dentro de un
flujo no se pueden despreciar, se llaman compresibles.
 Flujo: movimiento de un fluido por un lugar.
 Flujo laminar: movimiento de un fluido cuando éste es ordenado,
estratificado, suave. En un flujo laminar el fluido se mueve en láminas
paralelas sin entremezclarse y cada partícula de fluido sigue una
trayectoria suave, llamada línea de corriente. En flujos laminares el
mecanismo de transporte lateral es exclusivamente molecular. Se puede
presentar en las duchas eléctricas vemos que tienen líneas paralelas

3.  Flujo turbulento: movimiento de un fluido que se da en forma
caótica, en que las partículas se mueven desordenadamente y las trayectorias
de las partículas se encuentran formando pequeños remolinos aperiódicos.
 Numero de RE: relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y
dimensión típica de un flujo en una expresión a dimensional, que
interviene en numerosos problemas de dinámica de fluidos. Dicho
número o combinación a dimensional aparece en muchos casos
relacionado con el hecho de que el flujo pueda considerarse laminar
(número de Reynolds pequeño) o turbulento (número de Reynolds
grande).
 Flujo estacionario: se caracteriza porque las condiciones de velocidad
de escurrimiento en cualquier punto no cambian con el tiempo, o sea
que permanecen constantes.
 Flujo no estacionario: 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.

4. • 1.2 Reologia.
Es la ciencia de la deformación y el flujo de la materia.
Tipos de Fluidos según su comportamiento Reológico .-
Newtonianos, hay proporcionalidad lineal entre el esfuerzo cortante y la velocidad de
deformación.
No newtonianos, no hay proporcionalidad lineal entre el esfuerzo cortante y la velocidad
de deformación. A su vez se dividen en:
a) Independientes del tiempo:
• Sin esfuerzo umbral:
Pseudoplástico, se produce una disminución de su viscosidad, y de su esfuerzo cortante,
con la velocidad de deformación.
Dilatantes, se produce un aumento de su viscosidad, y de su esfuerzo cortante, con
la velocidad de deformación.

5. • Con esfuerzo umbral,
Plásticos, se comporta como un sólido hasta que sobrepasa un esfuerzo
cortante mínimo (esfuerzo umbral) y a partir de dicho valor se
comporta como un líquido.
b) Dependientes del tiempo:
• Tixotrópicos, se produce una disminución de la viscosidad al aplicar un
esfuerzo
cortante y recupera su viscosidad inicial tras un tiempo de reposo.
• Reopécticos, se produce un aumento de la viscosidad al aplicar un
esfuerzo cortante
y recupera su viscosidad inicial tras un tiempo de reposo.
3) Viscoelásticos, se comportan
como líquidos y sólidos, presentando
propiedades de ambos, y con propiedades
tanto viscosas como elásticas.

6. Algunas de la propiedades reológicas más importantes son:
 Viscosidad aparente (relación entre esfuerzo de corte y velocidad de
corte)
 Coeficientes de esfuerzos normales
 Viscosidad compleja (respuesta ante esfuerzos de corte oscilatorio)
 Módulo de almacenamiento y módulo de perdidas (comportamiento
viscoelástico lineal)
 Funciones complejas de viscoelasticidad no lineal
Diagrama Reológico: Es la gráfica τ vs
dv/ dy , que sirve para identificar el
tipo de fluido en función de la viscosidad.

7. 1.3 Concentración (masa, molar)
Definición de concentraciones:
Existen diversas formas, las cuales se muestran en el cuadro siguiente:
Se entiende por transferencia
de materia la tendencia de un
componente de una mezcla a
desplazarse desde una región de
concentración elevada hacia otra de
baja concentración.
Como cada molécula lleva asociada
una cierta cantidad de masa,
podemos decir que existe
una migración de masa de una
especie desde una región del espacio
hacia otra.

8.  Densidades de flujo de la 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.
En la tabla siguiente se resume la notación empleada más corrientemente.-

9. • 1.4 Calor
El calor y la temperatura tienen relación entre sí, pero para entender
dicha asociación hay que estar familiarizados con el concepto de energía
cinética de los objetos.
Energía cinética
La energía cinética fue descubierta por primera vez por el Conde de Rumford.
quien notó que se producía calor en el agujero del barril de un cañón. Dedujo
que esto se debía al movimiento que tenía lugar en el objeto. De todo esto
dedujo también que cada vez que una fuerza actúa sobre un cuerpo y hace que
éste se mueva, se está trabajando con energía: la energía cinética.

10. Temperatura
La temperatura es básicamente la
medición de la energía cinética media
de las moléculas. Esto significa que
la temperatura de algo será más baja si
la energía cinética media de las moléculas
es baja; mientras que será alta
si la energía cinética es alta.
Calor
Es la energía que se transfiere entre
los cuerpos u objetos debido a la
variación de la temperatura (es
importante aclarar que los cuerpos no
tienen calor, sino energía térmica).

11. Temperatura Calor
La diferencia entre el calor y la temperatura , también viene dada porque en el
caso de la temperatura, ésta depende de la masa que tenga la sustancia.
El calor puede ser descrito como la cantidad de energía térmica contenida en un
objeto. La medición del calor se realiza en Joule o Julio (J).
El calor puede ser transferido de un objeto a otro por tres medios diferentes:
conducción, radiación y convección.
El objeto con la temperatura más alta tiende a ser el que transfiere el calor al
otro objeto con la temperatura más baja; este último es que el recibe la
transferencia.
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.

12. Mecanismos para transferencia de calor
La conducción es el mecanismo de transferencia de calor en escala
atómica a través de la materia por actividad molecular, por el choque
de unas moléculas con otras, donde las partículas más energéticas le
entregan energía a las menos energéticas, produciéndose un flujo de
calor desde las temperaturas más altas a las más bajas. Los mejores
conductores de calor son los metales. El aire es un mal conductor del
calor. Los objetos malos conductores como el aire o plásticos se llaman
aislantes.
La conducción de calor sólo ocurre si hay diferencias de temperatura
entre dos partes del medio conductor.

13. 1.5 Mecanismos de transferencia.
En la ingeniería, la física y la química, el estudio de los fenómenos de
transporte se refiere al intercambio de masa, energía y momento entre los
sistemas observados y estudiados.
El transporte de masa, energía y momento puede verse afectada por la
presencia de fuentes externas:
 Un olor se disipa más lentamente cuando permanece presente la fuente
del olor.
 La velocidad de enfriamiento de un sólido que está llevando a cabo de
calor depende de si se aplica una fuente de calor.
 La fuerza gravitatoria que actúa sobre una gota de lluvia contrarresta el
arrastre impartida por el aire circundante.

14. • Relación entre transferencia de calor,
masa y movimiento.

15. Similitudes entre los fenómenos
Un principio importante en el estudio de los fenómenos de transporte es analogía
entre fenómenos.
Difusión
Hay algunas similitudes notables en las ecuaciones para el impulso, la
energía, y la transferencia de masa que todo puede ser transportado por
difusión, como se ilustra por los siguientes ejemplos:
 Masa: la difusión y la disipación de los olores en el aire es un ejemplo de difusión
de masa.
 Energía: la conducción de calor en un material sólido es un ejemplo de la difusión
del calor.
 Momento: la resistencia experimentada por una gota de lluvia que cae en la
atmósfera es un ejemplo de difusión impulso.
Las ecuaciones de transferencia molecular de la ley de Newton para la dinámica de
fluidos, la ley de Fourier para el calor, y la ley de Fick para la masa son muy
similares. Uno puede convertir de un coeficiente de transferencia a otro con el fin
de comparar los tres fenómenos de transporte diferentes.
.

16. • Bibliografía:
 http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/conceptosbasicosmfluidos/reologia/re
ologia.html
 http://www.monografias.com/trabajos15/mecanica-fluidos/mecanica-fluidos.shtml
 http://es.slideshare.net/valeryareyesvilchez/reologa-de-lquidos-viscosos

http://www.mopasa.com/site/tmp/tipos%20de%20fluidos%20seg%C3%BAn%20su%
20comportamiento%20reol%C3%B3gico.pdf

 http://www.monografias.com/trabajos96/mecanismos-transporte/mecanismos-
transporte.shtml
 http://diferenciaentre.info/diferencia-entre-calor-y-temperatura/
 http://old.dgeo.udec.cl/~juaninzunza/docencia/fisica/cap14.pdf

 http://campodocs.com/articulos-de-todos-los-temas/article_35688.html