Fenómenos del Transporte

1. FENÓMENOS DE
TRANSPORTE

2. FENÓMENOS DE TRANSPORTE

3. FENÓMENOS DE TRANSPORTE
• Es una asignatura de interés para varios científicos e
ingenieros en su área de estudio.
• Su aplicación es importante en el área de la agricultura,
biología, biotecnología, nanotecnología,
microelectrónica.
• En las industrias de procesos químicos y físicos, así como
en las de procesos biológicos y de alimentos, existen
muchas semejanzas en cuanto a la forma en que los
materiales de entrada o de alimentación se modifican o
se procesan para obtener los materiales finales de
productos químicos o biológicos.

4. FENÓMENOS DE TRANSPORTE
• Los Fenómenos de Transporte cubre principalmente tres
aspectos (estudia la transferencia de movimientos,
energía y materia).
• El desarrollo de cualquier proceso de transporte de
manera individual es la excepción, más que la regla.
• Las ecuaciones básicas que describen a los tres
fenómenos de transporte están bastante relacionadas
entre sí. La semejanza de las ecuaciones es la base para
resolver problemas por “analogía”

5. TIPOS DE TRANSPORTE O
TRANSFERENCIA Y SUS LEYES
• O de movimiento
• LEY DE NEWTON
MOMENTUM
• Diferencia de temperatura
• LEY DE FOURIER
ENERGÍA
•No se enfoca en la reacción, sino en la transferencia de
mayor a menor concentración de la sustancia
• LEY DE FICK
MASA

6. LOS 3 ESTADOS DE LA MATERIA
Microscopic view of
a gas.
Microscopic view
of a liquid.
Microscopic view
of a solid.

7. DEFINICIONES BÁSICAS
Fluido
• Se denomina fluido a un tipo de medio
continuo formado por alguna sustancia
entre cuyas partículas solo hay una fuerza
de atracción débil.
• La propiedad definitoria es que los fluidos
pueden cambiar de forma sin que
aparezca en su seno fuerzas tendentes a
recuperar la forma original.

8. Fluido
• Su principal característica es la fluidez,
es decir que el fluido cambia de forma
cuando está sometido a un esfuerzo
cortante.
• Una sustancia en la fase líquida o en la
gaseosa se conoce como fluido. La
diferencia entre un sólido y un fluido.
DEFINICIONES BÁSICAS

9. DEFINICIONES BÁSICAS
Fenómenos de transporte
Cambios físicos con características comunes, en los que
existe una transferencia de movimiento, energía y masa.
Densidad de un líquido
Se define como masa por unidad de volumen y se expresa
en kg/m3, en el sistema internacional de unidades SI.

10. DENSIDAD DE ALGUNOS FLUIDOS Y SÓLIDOS

11. DEFINICIONES BÁSICAS
Densidad de los gases
Nos permite saber si el gas se acumula cerca de la superficie o por el contrario, si
es menos denso se acumularía en la parte superior.
Si quisiéramos calcular la densidad de un gas, es decir la masa de gas contenida
en un determinado volumen, se puede calcular la densidad de los gases a través
de la fórmula de los gases ideales.
𝑃𝑉 = 𝑛. 𝑅. 𝑇
Donde:
𝑃 =Presión absoluta
𝑉 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛
𝑛 = 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑔𝑎𝑠
𝑅 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑢𝑛𝑖𝑣𝑒𝑟𝑠𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 𝑖𝑑𝑒𝑎𝑙𝑒𝑠
𝑇 = 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑎

12. DEFINICIONES BÁSICAS
Viscosidad
Se define como la resistencia que
oponen los líquidos a fluir.
La viscosidad es una característica
de los fluidos que se resisten a ser
deformados.
Cuanta más resistencia oponen los
líquidos a fluir tienen más
viscosidad.

13. DEFINICIONES BÁSICAS
Caudal o flujo másico
Velocidad de un fluido por unidad de área
𝑄 = 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑥 á𝑟𝑒𝑎
𝑚
𝑠
. 𝑚2 =
𝑚3
𝑠
Volumen / tiempo
Densidad relativa o Gravedad específica
La densidad de la sustancia en estudio dividida para la densidad de la sustancia de
referencia, generalmente suele ser el agua 𝜌𝐻2𝑂 = 1000𝐾𝑔/𝑚3
𝝆𝒓 =
𝜌𝑖
𝜌
= 𝑎𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙

14. PESO ESPECÍFICO
• Como sabemos que el peso específico es Peso sobre Volumen,
sustituyamos el Peso de masa por gravedad en la fórmula de peso
específico.
𝑃𝑒 =
𝑃
𝑉
=
𝑚.𝑔
𝑉
= 𝑑. 𝑔
𝑷𝒆 = 𝒅. 𝒈
Por lo que ya tenemos nueva fórmula para calcular el peso especifico.

15. COMPRESIBILIDAD
• Esta propiedad se refiere al cambio de volumen que
experimenta una sustancia o material cuando es sometida a un
cambio de presión. Generalmente el volumen tiende a
disminuir al aplicar presión sobre un objeto, sin embargo en
algunos casos esta presión puede causar una explosión debido
a las fuerzas repulsivas del material. Esta propiedad varía de
acuerdo al estado de la materia: sólido, líquido y gaseoso, ya
que en cada uno de ellos las moléculas mantienen ciertas
distancias entre sí.

16. COMPRESIBILIDAD

17. ECUACIONES DE
TRANSPORTE

18. TRANSFERENCIA DE CALOR
• CONDUCCIÓN
• Transferencia de calor entre dos puntos de un cuerpo que se encuentran a diferente
temperatura (Transporte Molecular)
• CONVECCIÓN
• En este sistema de transferencia de calor interviene un fluido (gas o líquido) en
movimiento que transporta la energía térmica entre dos zonas.
• Puede ser (Normal o Forzado)
• RADIACIÓN
• Propagación del calor por medio de ondas electromagnéticas
• Calor emitido por un cuerpo debido a su temperatura

20. ECUACIONES DE TRANSPORTE
LEY DE
NEWTON
• Densidad del flujo cantidad de movimiento =
(Viscosidad)(Gradiente de velocidad)
LEY DE
FOURIER
• Densidad del flujo de energía térmica =
(Conductividad Térmica)(Gradiente de
temperatura)
LEY DE
FICK
• Densidad del flujo de materia =
(Difusividad)(Gradiente de concentración)
𝑞
𝐴
= −𝑘
𝑑𝑇
𝑑𝑥
𝑚𝐴
𝐴
= −𝐷𝐴𝐵
𝑑𝐶𝐴
𝑑𝑥

22. FENÓMENOS ACOPLADOS
• Los 3 tipos de transferencia: materia, energía térmica y cantidad de movimiento se
expresan de una misma forma, en la que la densidad del flujo de la propiedad
considerada es proporcional al gradiente de la fuerza impulsora.
Dónde:
• J= Densidad del flujo
• k= Constante de proporcionalidad
• X = Gradiente de potencia
𝐽 = 𝑘𝑋

23. • Para mejorar el aprendizaje de esta unidad realiza las siguientes
actividades:
• Investiga las definiciones de los términos que se mencionan a
continuación y realiza un mapa conceptual utilizando tus propias
palabras (la consulta será revisada utilizando el programa de plagio
Turnitin, por lo que se recomienda no copiar textualmente sino
parafrasear):
• Las definiciones a consultar son: Fenómenos de transporte,
Viscosidad, fluidos, gases, líquidos, energía, densidad de los
densidad de los gases, volumen específico, gravedad específica,
presión, compresibilidad, dilatación térmica, ecuaciones de
transporte.