1. Cuadro de la semana
Unidad 1
Mecanismos de transferencia
CONCEPTOS BÁSICOS
Cantidad física:
Es la magnitud de una cantidad física que comprende un número y una unidad asociada.
Unidades:
Lo que nos permite comparar una cantidad física de otra.
Dimensiones:
Las dimensiones de la mecánica son : Fuerza, Masa, longitud y tiempo; este se relacionan mediante la segunda ley de movimiento
de Newton:
F = m.a
Fluido:
Es una sustancia que se deforma continuamente, pueden ser líquidos o gases.
Si un líquido se almacena en un contenedor, tiende a adoptar la forma de éste, y cubre el fondo y las paredes laterales.
Si se mantiene un gas a presión en un recipiente cerrado, tiende a expandirse y llenarlo por completo.
Flujo:
Es el movimiento del fluido, puede ser:
Turbulento
En este tipo de flujo las partículas del fluido se mueven en trayectorias irregulares sin seguir un orden establecido, ocasionando la
transferencia de cantidad de movimiento de una porción de fluido a otra.

2. Laminar
Se caracteriza porque el movimiento de las partículas del fluido se produce siguiendo trayectorias bastante regulares,
separadas y definidas dando la impresión de que se tratara de láminas o capas mas o menos paralelas entre sí, las cuales se
deslizan suavemente unas sobre otras, sin que exista mezcla macroscópica o intercambio transversal entre ellas.
Numero de Reynolds (Re)
Es un número adimensional utilizado para caracterizar el movimiento de un fluido.
Si Re<2000 = flujo laminar, si Re>5000 = flujo turbulento
Estacionario y no estacionario
Supongamos un avión volando a velocidad constante en vuelo rectilíneo y sinviento. Para un observador en el suelo, el aire
está en reposo y quedaperturbado a causa del avión que se mueve a través de él. El piloto, en cambio,podría suponer que él
está en reposo y que es el aire el que se mueve a sualrededor. Así, sería la corriente de aire la que queda perturbada por el
pasodel avión. Ambas suposiciones son válidas, pero para realizar un estudiomatemático y físico del problema es mucho más
sencillo el estudio si seconsidera que el avión está en reposo y que es el aire el que se mueve.
Si suponemos que para un cierto punto del espacio, las propiedades del aire nocambian, estaremos considerando que
tenemos un flujo estacionario. Sisuponemos, en cambio, que para un punto dado del aire, sus propiedadespueden
variar a lo largo del tiempo, aun cuando el avión permanece inmóvil,estaremos hablando de flujo no estacionario.

3. Transferencia de:
Energía
Masa
Cantidad de movimiento
(momentum)
PROCESOS DE TRANSFERENCIA
Ley
Ley de Fourier
q’’=-k dT/dx
Ley de Fick
J=D dc/dx
Segunda ley de Newton
Ʈ=-µ dv/dx (dv es perpendicular a dx)
F= ma
F=m dv/dt
si m depende del tiempo F=d(mv)/dt
(mv)= cantidad de movimiento
MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR
Conducción (Ley de Fourier)
La conducción es el fenómeno consistente en la propagación de calor entre dos cuerpos o partes de un mismo cuerpo a diferente
temperatura debido a la agitación térmica de las moléculas, no existiendo un desplazamiento real de estas. Este mecanismo se
presenta en sólidos y fluidos.
Convección [Ley de enfriamiento de Newton q’’=h(Ts -Ta)]
La convección es la transmisión de calor por movimiento real de las moléculas de una sustancia. Este fenómeno sólo podrá
producirse en fluidos en los que por movimiento natural (diferencia de densidades) o circulación forzada (con la ayuda de
ventiladores, bombas, etc.) puedan las partículas desplazarse transportando el calor sin interrumpir la continuidad física del
cuerpo.
-Convección libre
En la convección libre el flujo resulta solamente de la diferencia de temperaturas del fluido en presencia de la fuerza gravitacional,
puesto que la densidad del fluido disminuye con el incremento de temperatura
-Convección forzada
En la convección forzada se obliga al fluido a fluir mediante medios externos, como un ventilador o una bomba.
Radiación (Ley de Stefan-Boltzmann q’’= σ T4)
La radiación a la transmisión de calor entre dos cuerpos los cuales, en un instante dado, tienen temperaturas distintas, sin que
entre ellos exista contacto ni conexión por otro sólido conductor. Es una forma de emisión de ondas electromagnéticas que
emana todo cuerpo que esté a mayor temperatura que el cero absoluto. El ejemplo perfecto de este fenómeno es el planeta
Tierra. Los rayos solares atraviesan la atmósfera sin calentarla y se transforman en calor en el momento en que entran en contacto
con la tierra.

4. LEY DE VISCOSIDAD
Si se cumple esta ley los fluidos son Newtonianos, de lo contrario son No Newtonianos
Fluidos no Newtonianos
Independientes del tiempo
Seudoplásticos o tixotrápicosLa gráfica del esfuerzo cortante versus el gradiente develocidad queda por arriba de la
línea recta (de pendiente constante) de los fluidosnewtonianos. La curva comienza con mucha pendiente,lo cual indica
Lina viscosidad aparente elevada. Después, la pendiente disminuyecon el incremento del gradiente de velocidad.
Ejemplos de estos fluidos son elplasma sanguíneo, polietileno fundido, látex, almíbares, adhesivos, melazas y tintas.
Fluidos dilatantes La gráfica del esfuerzo cortante versus el gradiente de velocidadqueda por debajo de la línea recta
para fluidos newtonianos. La curva comienza conpoca pendiente, lo que indica viscosidad aparente baja. Después, la
pendiente se incrementaconforme crece el gradiente de velocidad. Algunos ejemplos de fluidos dilatantesson los
compuestos acuosos con concentraciones altas de sólidos: el almidón de maízen etilenglicol, almidón en agua y el
dióxido de titanio, un ingrediente de las pinturas.
Fluidos de BinghamEn ocasiones reciben el nombre de fluidos de inserción, y requierenla aplicación de un nivel
significativo de esfuerzo cortante antes de que comienceel flujo, como se ilustra en la figura 2.2. Una vez que el flujo se
inicia, lapendiente de la curva es lineal, en esencia, lo que indica una viscosidad aparenteconstante. Algunos ejemplos
de fluidos de Bingham son el chocolate, salsa catsup,mostaza, mayonesa, pasta de dientes, pintura, asfalto, ciertas
grasas y suspensionesde agua y ceniza o fango del drenaje.
Dependientes del tiempo
Fluidos electrorreológicos Están en desarrollo fluidos que poseen propiedades únicas,controlables por medio de la
aplicación de una corriente eléctrica. A veces se lesconoce como fluidos ER, y son suspensiones de partículas finas como
almidón,polímeros y cerámicas, en un aceite no conductor (como el aceite mineral o de Silicon).Si no se les aplica corriente
se comportan como otros líquidos. Pero si se lesaplica, se convierten en un gel y se comportan más bien como un sólido. El
cambioocurre en menos de ’/iooo s. Algunas aplicaciones potenciales de estos fluidos las encontramosen la sustitución de
válvulas convencionales, en embragues, en sistemasde suspensión para vehículos y maquinaria y en actuadores
automáticos.

5. Fluidos magnetorreológicos (MR) Son similares a los fluidos ER, y contienen partículassuspendidas en una base de fluido.
Sin embargo, en este caso, las partículas sonpolvos finos de fierro. El fluido base puede ser un aceite de petróleo, de silicón
o agua.Cuando no hay un campo magnético presente, el fluido MR se comporta en forma muyparecida a otros, con una
viscosidad que varía entre 0.2 Pa*s y 0.3 Pa*s a 25 °C. La presenciade un campo magnético hace que el fluido MR se
convierta, virtualmente, en unsólido tal que soporte un esfuerzo cortante de hasta 100 kPa. El cambio se controla
pormedios electrónicos con mucha rapidez. Vislumbramos eventuales aplicaciones en amortiguadoresde choques,
embragues, frenos, amortiguadores de vibración, válvulas servoy en dispositivos de freno y bloqueo.