Este documento presenta los contenidos de un curso sobre fenómenos de transporte en metalurgia extractiva. El curso abarca cinco unidades temáticas: transferencia de cantidad de movimiento, transferencia de calor, transferencia de masa, y análisis de problemas de transporte en procesos metalúrgicos. El documento también introduce conceptos clave como fluidodinámica, principios de conservación, y teoremas de transporte que son fundamentales para comprender los fenómenos de transporte.
Este documento presenta los temas que se abordarán en un curso sobre fenómenos de transporte en metalurgia. Se dividirá en cinco unidades temáticas que cubren los fundamentos, transferencia de cantidad de movimiento, transferencia de calor, transferencia de masa y análisis de problemas. Cada unidad contiene varias clases con contenidos específicos. Adicionalmente, se presentan estadísticas sobre estudiantes de un curso anterior y definiciones fundamentales de conceptos como unidades y derivadas utilizadas.
Este documento presenta una introducción a los conceptos básicos de los fenómenos de transporte. Explica que un sistema termodinámico está caracterizado por variables como presión, volumen y temperatura. Describe los tres tipos de sistemas: aislados, cerrados y abiertos. También distingue entre sistemas homogéneos y heterogéneos. Presenta el sistema de unidades y clasifica los fluidos en newtonianos y no newtonianos. Define la viscosidad y explica la ley de Newton de la viscosidad.
Este documento presenta conceptos básicos sobre fenómenos de transporte. Explica que un sistema termodinámico está caracterizado por variables como presión, volumen y temperatura. Describe los tres tipos de sistemas: aislados, cerrados y abiertos. También distingue entre sistemas homogéneos y heterogéneos. Presenta información sobre transferencia de cantidad de movimiento, clasificación de fluidos newtonianos y no newtonianos, y la ley de Newton de la viscosidad.
Este documento presenta conceptos básicos sobre fenómenos de transporte en ingeniería bioquímica. Introduce conceptos clave como sistemas termodinámicos, fluidos newtonianos y no newtonianos, y leyes de viscosidad y transporte de cantidad de movimiento. Explica métodos para estimar viscosidad y clasifica diferentes tipos de fluidos. Finalmente, provee ejemplos numéricos para ilustrar los conceptos.
Este documento presenta la descripción de una asignatura de catálisis para estudiantes de ingeniería química. La asignatura cubre temas como biocatálisis, química superficial, cinética de reacciones catalíticas heterogéneas y modelos matemáticos de reactores catalíticos. El objetivo general es proporcionar una visión general de los diferentes tipos de catálisis y analizar la teoría de diseño de reactores químicos relacionados con reacciones catalíticas.
Este documento trata sobre los fenómenos de transporte en ingeniería química. Explica conceptos clave como la cinética física, los fenómenos de transporte irreversibles, y la ecuación general que gobierna estos fenómenos. Luego describe varios fenómenos de transporte específicos (viscosidad, conducción térmica, difusión, conducción eléctrica) y las leyes que los rigen. También incluye información sobre fluidos, viscosidad y reología.
Este documento presenta una introducción al fenómeno de transporte en ingeniería de materiales impartido en la Universidad Nacional de Trujillo. Explica conceptos clave como la teoría cinética, los estados de la materia, la mecánica de fluidos y la clasificación de fluidos newtonianos y no newtonianos. El documento proporciona una descripción general de los principios fundamentales necesarios para comprender el transporte en materiales.
Este documento presenta los temas que se abordarán en un curso sobre fenómenos de transporte en metalurgia. Se dividirá en cinco unidades temáticas que cubren los fundamentos, transferencia de cantidad de movimiento, transferencia de calor, transferencia de masa y análisis de problemas. Cada unidad contiene varias clases con contenidos específicos. Adicionalmente, se presentan estadísticas sobre estudiantes de un curso anterior y definiciones fundamentales de conceptos como unidades y derivadas utilizadas.
Este documento presenta una introducción a los conceptos básicos de los fenómenos de transporte. Explica que un sistema termodinámico está caracterizado por variables como presión, volumen y temperatura. Describe los tres tipos de sistemas: aislados, cerrados y abiertos. También distingue entre sistemas homogéneos y heterogéneos. Presenta el sistema de unidades y clasifica los fluidos en newtonianos y no newtonianos. Define la viscosidad y explica la ley de Newton de la viscosidad.
Este documento presenta conceptos básicos sobre fenómenos de transporte. Explica que un sistema termodinámico está caracterizado por variables como presión, volumen y temperatura. Describe los tres tipos de sistemas: aislados, cerrados y abiertos. También distingue entre sistemas homogéneos y heterogéneos. Presenta información sobre transferencia de cantidad de movimiento, clasificación de fluidos newtonianos y no newtonianos, y la ley de Newton de la viscosidad.
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Este documento trata sobre los fenómenos de transporte en ingeniería química. Explica conceptos clave como la cinética física, los fenómenos de transporte irreversibles, y la ecuación general que gobierna estos fenómenos. Luego describe varios fenómenos de transporte específicos (viscosidad, conducción térmica, difusión, conducción eléctrica) y las leyes que los rigen. También incluye información sobre fluidos, viscosidad y reología.
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Este documento presenta definiciones clave de termodinámica, mecánica de fluidos y transferencia de calor. También describe sistemas termodinámicos, propiedades de fluidos como densidad y presión, y unidades de fuerza en diferentes sistemas como el SI y el sistema métrico de ingeniería.
Este documento presenta una introducción a la mecánica de fluidos. Explica que la mecánica de fluidos estudia el comportamiento estático y dinámico de los fluidos y tiene aplicaciones en áreas como el flujo en tuberías, turbomáquinas, aerodinámica y circulación sanguínea. Define un fluido y distingue entre líquidos, gases y sólidos. También describe conceptos clave como densidad, viscosidad, presión y velocidad del sonido, y clasifica los fluidos como ideales o viscosos, compresibles o in
Presentacion fluido y termodinamica segundo semestre 2021 alumnoRicardoAlejandroAlba
(1) El documento presenta la asignatura de Física 1 sobre fluidos y termodinámica, (2) incluye información sobre el profesor a cargo, las sedes donde se imparte la asignatura y los contenidos que serán abordados, y (3) detalla los objetivos generales, las unidades que comprenden los contenidos sobre propiedades de los fluidos, estática de fluidos y comportamiento dinámico de fluidos.
Este documento presenta los principios fundamentales de la transferencia de masa. Explica que la transferencia de masa ocurre a través de la difusión molecular y del movimiento macroscópico de fluidos, y que los coeficientes de difusión dependen de factores como la temperatura, presión y composición del sistema. También resume las ecuaciones clave para calcular coeficientes de difusión en gases, líquidos y electrolitos, así como los mecanismos de difusión en sólidos porosos y cristalinos.
Este documento introduce la teoría de los modelos hidráulicos y su importancia para representar fenómenos complejos de hidromecánica. Explica que los modelos hidráulicos no solo son herramientas de diseño, sino también de investigación y desarrollo tecnológico. Los objetivos de los modelos incluyen la integración multidisciplinaria, el desarrollo de habilidades críticas y el espíritu investigativo en los estudiantes. Finalmente, señala que la investigación debe ser parte integral de toda actividad profes
Este documento describe un experimento para determinar coeficientes de difusión. El objetivo es familiarizar a los estudiantes con los procesos de transferencia de masa y calcular coeficientes de difusión experimentalmente variando la temperatura. Se explican conceptos teóricos como la ley de Fick y diferentes mecanismos de difusión molecular. El experimento involucra hacer pasar un solvente a través de un capilar mientras se varía la temperatura para observar cómo cambia la distancia de difusión y así calcular los coeficientes.
Este documento describe varios métodos para la separación y purificación de macromoléculas biológicas como proteínas, ácidos nucleicos y lípidos. Explica procesos como la extracción, purificación, cuantificación y transporte a través de métodos como la cromatografía, precipitación, ultrafiltración, sedimentación, difusión y electroforesis. También discute conceptos como el coeficiente de difusión y la teoría de procesos irreversibles para describir estos métodos a nivel molecular.
Este documento presenta una introducción a la mecánica del medio continuo. Explica brevemente los antecedentes históricos de esta ciencia, desde figuras como Arquímedes hasta desarrollos más modernos. También define conceptos clave como continuidad, homogeneidad e isotropía y explica cómo la teoría del continuo permite describir el comportamiento macroscópico de los materiales.
Este documento presenta la información de una asignatura de Física General. Incluye los créditos, requisitos previos, horas de clase, unidades temáticas y competencias. Las unidades temáticas cubren conceptos de mecánica, termodinámica, electromagnetismo y óptica. La metodología incluye explicaciones teóricas, resolución de problemas, debates y experimentos. La evaluación consiste en pruebas escritas y orales sobre los conocimientos y habilidades desarrolladas.
Este documento presenta conceptos básicos sobre la mecánica de fluidos. Explica las hipótesis fundamentales como la del medio continuo y el concepto de partícula fluida. También describe las ecuaciones generales que rigen el movimiento de fluidos, incluyendo la ecuación de continuidad, cantidad de movimiento y energía. Finalmente, presenta los trabajos de investigación sugeridos para diferentes unidades sobre propiedades de fluidos, estática de fluidos, fundamentos y tipos de flujo.
Este documento presenta un resumen de diferentes métodos numéricos aplicados al flujo de fluidos. Explica que los métodos numéricos se usan con más frecuencia en la optimización de máquinas de forma rápida y efectiva. Luego introduce conceptos clave como la dinámica de fluidos y ecuaciones que rigen diferentes tipos de flujo como el flujo térmico, flujos multifásicos, electro-hidrodinámica y magnetohidrodinámica. Finalmente, describe la aplicación de métodos numéricos para resolver ecuaciones que describen flujos
Este documento presenta una introducción a los fenómenos de transporte, incluyendo una definición de los mismos, las formas de abordar su estudio, y las problemáticas que pueden abordarse a través de su estudio. Explica que los fenómenos de transporte involucran la transferencia de cantidad de movimiento, energía térmica y materia. Además, introduce conceptos clave como equilibrio, fuerza impulsora y la ecuación general del transporte molecular.
Este documento presenta el programa de la asignatura Introducción a la Biofísica. Incluye cuatro unidades temáticas: 1) Introducción a la Biomecánica, 2) Bases físicas de la Circulación y Respiración, 3) La Termodinámica de los seres vivos, y 4) Bases Físicas de los Fenómenos Bioeléctricos. Cada unidad describe los conceptos físicos fundamentales y su aplicación a procesos biológicos como la mecánica del cuerpo humano, el sistema circul
La termodinámica estudia las transformaciones energéticas entre diferentes formas de energía. Se describen conceptos básicos como sistema, estado, proceso y leyes. El documento introduce los principios fundamentales de la termodinámica y explica conceptos como sistema cerrado, abierto, propiedades intensivas y extensivas para analizar transformaciones energéticas.
Este documento presenta una introducción a la mecánica de fluidos. Explica que la mecánica de fluidos estudia el comportamiento estático y dinámico de los fluidos y sus aplicaciones en áreas como el flujo en tuberías, turbomáquinas, aerodinámica y circulación sanguínea. Define un fluido y distingue entre sólidos, líquidos y gases. También describe conceptos clave como el campo de velocidades, campo de tensiones, flujos laminar y turbulento, y fluidos ideales y viscosos.
Este documento presenta información sobre una unidad de aprendizaje de Principios de Procesos Químicos. Explica los objetivos de la unidad, que son desarrollar competencias para resolver problemas de balances de materia y energía en sistemas de procesos químicos. También incluye una guía sobre cómo usar el material didáctico de apoyo, el cual contiene diapositivas sobre temas como introducción a cálculos en ingeniería química, procesos y variables de proceso, y fundamentos de balances de materia y energía.
Este documento presenta la introducción a una unidad sobre fenómenos de transporte e hidrostática. Explica conceptos clave como fluido, propiedades de los fluidos, viscosidad, estática de fluidos y unidades de medición usadas en mecánica de fluidos. También incluye tópicos como fluidos newtonianos y no newtonianos, ecuación de la hidrostática y manometría.
Este documento presenta el plan de estudios para las primeras tres sesiones de un curso de Mecánica de Fluidos. La agenda incluye introducciones, definiciones básicas de fluidos, propiedades de fluidos, y dimensiones y unidades. El objetivo es que los estudiantes comprendan los tipos de fluidos, sus propiedades, y puedan analizar fenómenos de ingeniería usando la mecánica de fluidos.
Este documento describe los conceptos fundamentales de la mecánica de fluidos. Explica que la mecánica de fluidos estudia el movimiento de los fluidos desde una perspectiva macroscópica usando el modelo de continuidad. También define diferentes tipos de flujo como estacionario, irrotacional, compresible e incompresible. Finalmente, introduce conceptos clave como las aproximaciones lagrangiana y euleriana para describir el movimiento de los fluidos.
El documento presenta una introducción a conceptos básicos de química como materia, elemento, compuesto químico y propiedades. Explica que la materia está compuesta de átomos y que las propiedades dependen tanto de la naturaleza de los átomos como de cómo se unen. Resume el descubrimiento del electrón, protón y neutrón y cómo esto condujo al entendimiento de la estructura atómica con el número atómico y másico.
Este documento presenta definiciones clave de termodinámica, mecánica de fluidos y transferencia de calor. También describe sistemas termodinámicos, propiedades de fluidos como densidad y presión, y unidades de fuerza en diferentes sistemas como el SI y el sistema métrico de ingeniería.
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Presentacion fluido y termodinamica segundo semestre 2021 alumnoRicardoAlejandroAlba
(1) El documento presenta la asignatura de Física 1 sobre fluidos y termodinámica, (2) incluye información sobre el profesor a cargo, las sedes donde se imparte la asignatura y los contenidos que serán abordados, y (3) detalla los objetivos generales, las unidades que comprenden los contenidos sobre propiedades de los fluidos, estática de fluidos y comportamiento dinámico de fluidos.
Este documento presenta los principios fundamentales de la transferencia de masa. Explica que la transferencia de masa ocurre a través de la difusión molecular y del movimiento macroscópico de fluidos, y que los coeficientes de difusión dependen de factores como la temperatura, presión y composición del sistema. También resume las ecuaciones clave para calcular coeficientes de difusión en gases, líquidos y electrolitos, así como los mecanismos de difusión en sólidos porosos y cristalinos.
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Este documento describe un experimento para determinar coeficientes de difusión. El objetivo es familiarizar a los estudiantes con los procesos de transferencia de masa y calcular coeficientes de difusión experimentalmente variando la temperatura. Se explican conceptos teóricos como la ley de Fick y diferentes mecanismos de difusión molecular. El experimento involucra hacer pasar un solvente a través de un capilar mientras se varía la temperatura para observar cómo cambia la distancia de difusión y así calcular los coeficientes.
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Este documento describe los conceptos fundamentales de la mecánica de fluidos. Explica que la mecánica de fluidos estudia el movimiento de los fluidos desde una perspectiva macroscópica usando el modelo de continuidad. También define diferentes tipos de flujo como estacionario, irrotacional, compresible e incompresible. Finalmente, introduce conceptos clave como las aproximaciones lagrangiana y euleriana para describir el movimiento de los fluidos.
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El documento explica cómo funciona un circuito eléctrico básico. Se describe que para que una ampolleta se encienda, es necesario conectarla correctamente a una pila y un conductor de manera que se forme un circuito eléctrico que permita circular la corriente. También define conceptos clave como circuito eléctrico, elementos de un circuito, y repasa magnitudes eléctricas como intensidad, tensión y resistencia.
Se hace referencia a los riesgos eléctricos; para la seguridad, prevención y protección, siguiendo las normas aplicables al trabajo con tensiones eléctricas.
Se estudia la teoría sobre el Análisis de los sistemas eléctricos de potencia, sus características de funcionamiento, variables que intervienen y ejercicios de aplicación.
Este documento describe diferentes instrumentos de medición eléctrica. Explica que los instrumentos se clasifican según el parámetro que miden, como voltaje, corriente o resistencia. Luego describe los instrumentos básicos como el amperímetro, voltímetro, ohmímetro, multímetro y galvanómetro, indicando qué parámetro eléctrico mide cada uno. También menciona instrumentos más avanzados como el analizador de redes y el analizador de espectros.
Este documento describe la reingeniería y modernización del sistema de instrumentación del equipo TE.85 de convección natural y radiación en el laboratorio de conversión de energía de la Universidad. Se realizó un diagnóstico del equipo actual para identificar los componentes dañados o obsoletos que serán reemplazados, como termocuplas, tuberías y medidores analógicos. El nuevo sistema incluirá sensores digitales de temperatura y presión, un microcontrolador Arduino para la adquisición de datos e interfaz humana, e indicadores digitales para mostrar medic
Este documento trata sobre la transferencia de calor y masa. Explica conceptos básicos como la termodinámica, el calor, la primera ley de la termodinámica y los mecanismos de transferencia de calor como la conducción, convección y radiación. También cubre temas como los fundamentos históricos, la transferencia de calor en ingeniería y los principios de la termodinámica.
Este documento presenta un curso introductorio sobre fundamentos de tecnología eléctrica. Incluye secciones sobre circuitos eléctricos de corriente continua y alterna, máquinas eléctricas, transformadores, motores de inducción e instalaciones eléctricas. También define magnitudes eléctricas como carga, corriente, voltaje y potencia. Explica conceptos como la ley de Ohm, fuentes ideales y las leyes de Kirchhoff para el análisis de circuitos.
Este documento resume conceptos clave de la termodinámica y la temperatura. Explica que la termodinámica estudia las transformaciones de la materia debido a cambios de energía y temperatura. Define la temperatura como una propiedad que determina el equilibrio térmico entre objetos. Describe diferentes tipos de termómetros, incluyendo los de líquido y gas a volumen constante, y las escalas de temperatura Celsius, Kelvin y Fahrenheit. También cubre conceptos como la dilatación térmica y las propiedades de los gases ideales.
Este documento introduce el tema de la transferencia de materia. Explica que la transferencia de materia ocurre cuando hay diferencias de concentración dentro de un sistema, y que existen diferentes mecanismos como la difusión molecular, la convección y el transporte forzado. También describe conceptos clave como la concentración, velocidad y densidad de flujo de materia, y las ecuaciones que rigen la difusión molecular como la ley de Fick. Finalmente, menciona algunas operaciones unitarias comunes de transferencia de materia como la evaporación, absorción y
El documento proporciona un plan de comidas semanal para una persona con insuficiencia cardíaca. Incluye sugerencias para el desayuno, media mañana, comida, merienda y cena para cada día de la semana, con énfasis en alimentos bajos en grasa, sodio y colesterol. También incluye valores nutricionales promedio para la semana.
Estudio de la termodinámica, leyes que la rigen, balance de energía, cambio de energía en un sistema, ecuaciones que intervienen en el proceso y ejemplos.
Manual para principiantes para el uso del software de simulación de circuitos eléctricos Proteus, elementos claves en el diseño presentados paso a paso de como aparecen y se ubican en la pagina de inicio de comandos del programa.
La empresa ABC requiere identificar elementos en diagramas P&ID para validar y digitalizarlos. Se pide al estudiante identificar diferentes tipos de válvulas en una tabla con nombre, utilidad e imagen, e identificar elementos e instrumentos en un diagrama P&ID dado, incluyendo tipos de señales. También se pide digitalizar el diagrama P&ID provisto.
La empresa ABC requiere identificar elementos en diagramas P&ID para validar y digitalizarlos. Se pide al estudiante identificar diferentes tipos de válvulas en una tabla con su nombre, utilidad e imagen. También identificar los tipos de señales e instrumentos en un P&ID dado, y digitalizar el diagrama utilizando software de diseño.
El documento resume los conceptos básicos de circuitos de corriente alterna balanceados y desbalanceados, incluyendo las conexiones estrella-estrella, Y-Y, estrella-triángulo, Y-Δ, triángulo-triángulo, Δ-Δ y triángulo-estrella, Δ-Y. Explica que en circuitos balanceados la tensión de línea es 3 veces la tensión de fase y la corriente de línea es igual a la corriente de fase. También cubre el cálculo de potencia en sistemas balanceados y desbalance
Este documento proporciona una introducción a varios temas de matemática financiera, incluyendo el interés simple, descuento simple, pagarés y interés compuesto. Explica las fórmulas y conceptos clave para calcular intereses basados en el capital inicial, tasa de interés y periodo de tiempo. También incluye ejemplos numéricos para ilustrar cómo aplicar estas fórmulas para calcular intereses, descuentos y valores de pagarés.
El documento trata sobre ejercicios resueltos de descuento comercial en formato PDF. Explica cómo calcular el precio de venta aplicando diferentes porcentajes de descuento sobre el precio original de un producto. Muestra varios ejemplos numéricos para practicar el cálculo del descuento comercial.
Aletas de Transferencia de Calor o Superficies Extendidas.pdfJuanAlbertoLugoMadri
Se hablara de las aletas de transferencia de calor y superficies extendidas ya que son muy importantes debido a que son estructuras diseñadas para aumentar el calor entre un fluido, un sólido y en qué sitio son utilizados estos materiales en la vida cotidiana
La energía radiante es una forma de energía que
se transmite en forma de ondas
electromagnéticas esta energía se propaga a
través del vacío y de ciertos medios materiales y
es fundamental en una variedad naturales y
tecnológicos
ascensor o elevador es un sistema de transporte vertical u oblicuo, diseñado...LuisLobatoingaruca
Un ascensor o elevador es un sistema de transporte vertical u oblicuo, diseñado para mover principalmente personas entre diferentes niveles de un edificio o estructura. Cuando está destinado a trasladar objetos grandes o pesados, se le llama también montacargas.
ascensor o elevador es un sistema de transporte vertical u oblicuo, diseñado...
FTM_Clase_01_Fundamentos_1_.pdf
1. 1
FENÓMENOS DE TRASPORTE
EN METALURGIA EXTRACTIVA
Clase 01/03
Introducción y Fundamentos
Prof. Leandro Voisin A, MSc., Dr.
Académico – Universidad de Chile.
Jefe del Laboratorio de Pirometalurgia.
Investigador Senior - Tohoku University, Japan.
2. Unidad temática I
2
Fundamentos de fenómenos de
transporte en metalurgia extractiva
Contenidos [3 clases]
1.1 Introducción general al tema, importancia y ocurrencia en procesos
metalúrgicos.
1.2 Definición de unidades y conceptos básicos.
1.3 Postulado del medio continuo.
1.4 Cinemática.
1.5 Teorema de transporte.
3. 3
Transferencia de cantidad de movimiento
Contenidos [7 clases]
2.1 Definición de viscosidad, m.
2.2 Ley de viscosidad de Newton, definición y unidades.
2.3 Factores de los que depende m.
2.4 Predicción teórica de m.
2.5 Mediciones experimentales de m para fluidos de importancia metalúrgica.
2.6 Problemas simples de fluidodinámica.
2.7 Ecuación de continuidad.
2.8 Ecuación de Navier-Stokes.
2.9 Flujo turbulento.
2.10 Transporte de momentum entre dos fases: factor de fricción, correlaciones
adimensionales.
2.11 Flujo en medios porosos.
2.12 Balances macroscópicos.
Unidad temática II
4. 4
Unidad temática III
Transferencia de calor
Contenidos [7 clases]
3.1 Definición de conductividad térmica, k.
3.2 Factores de los que depende k.
3.3 Predicción teórica de k.
3.4 Mediciones exper. de k para sólidos y fluidos de importancia metalúrgica.
3.5 Ley de Fourier de transferencia de calor.
3.6 Formulación de problemas simples de conductividad térmica.
3.7 Transf. de calor estacionaria.
3.8 Transf. de calor no estacionaria.
3.9 Transf. de calor por convección natural y forzada.
3.10 Transf. de calor entre interfases: concepto del coef. de transf. de calor, h.
3.11 Estimación de h.
3.12 Transf. de calor por radiación.
3.13 Transf. de calor con cambio de fase.
3.14 Balances macroscópicos.
5. 5
Unidad temática IV
Transferencia de masa
Contenidos [7 clases]
4.1 Concepto de difusión y definición de difusividad, D.
4.2 Factores en los que depende D.
4.3 Predicción teórica de D.
4.4 Mediciones experimentales de D para sólidos y fluidos de importancia
metalúrgica.
4.5 Ley de Fick de difusión.
4.6 Formulación de problemas simples de difusividad.
4.7 Transf. de masa estacionaria sin y con reacción química.
4.8 Transf. de masa por convección natural y forzada.
4.9 Transf. de masa entre interfases: coeficiente de transf. de masa.
4.10 Estimaciones de coeficiente de transf. de masa.
4.11 Difusión en medios porosos, difusividad efectiva.
4.12 Balances macroscópicos.
6. 6
Unidad temática V
Análisis de Problemas de Fenómenos de
Transporte en Metalurgia Extractiva y Minería
Contenidos [6 clases]
5.1 Solidificación de ánodos.
5.2 Moldeo continuo de cobre o acero.
5.3 Transporte de pulpa a través de cañerías.
5.4 Rellenos de caserones.
5.5 Sistemas de ventilación.
5.6 Modelación de burbujas en fluidos metalúrgicos.
5.7 Pérdidas de calor desde reactores metalúrgicos.
5.8 Solución de problemas de convección natural y estimación de coeficientes
de transferencia de calor y masa.
5.9 Magnetohidrodinámica en limpieza de escorias.
5.10 Flujo en medios porosos: impregnación en una pila de lixiviación.
5.11 Flujo reactivo.
7. 7
Bibliografía General
1. Bird “Transport Phenomena”, R. B. Bird, W. E. Stewart and
E. N. Lightfoot, 2nd Ed., Wiley, New York,
2001.
2. Szeckely “Rate Phenomena in Process Metallurgy”, J. Szekely and
N. J. Themelis, Wiley, New York, 1971.
3. Geiger “Transport Phenomena in Metallurgy”, G. H. Geiger
and D. R. Poirier, Minerals Metals
and Materials Society, 1994.
4. Dullien “Porous Media: Fluid Transport and Pore Structure”,
F. A. L. Dullien, Academic Press, 1992.
5. Geankoplis “Mass Transport Phenomena”, C. J. Geankoplis,
Holt, Rinehart and Winston, Inc.,
1972.
6. Zimmerman “Multiphysics Modeling with Finite Element Methods”,
W. Zimmerman, World Scientific, UK, 2006.
7. Utigard “An introduction to Fluid Flow, Heat and Mass Transfer”,
T. Utigard, University of Toronto, 2000.
8. 8
Importancia de los fenómenos de transporte
Fluidodinámica
(Transporte de
Momentum)
Transferencia de Calor
(Transporte de Energía)
Transferencia de Masa
(Transporte de masa de
especies químicas)
Estos tres fenómenos:
Frecuentemente ocurren de
manera simultánea
Las ecuaciones básicas que los
describen son muy semejantes
Las herramientas matemáticas
necesarias son muy similares.
Los mecanismos moleculares que
ocurren en estos fenómenos son
parecidos y son responsables de
la viscosidad, conductividad
térmica y difusión.
Introducción y Conceptos Generales
9. 9
• Flujo gravitacional, SLS, Relleno de caserones, etc
• Transporte de pulpa o agua a través de cañerías (piping).
• Clasificación en hidrociclones
• Sistemas de ventilación
• Lixiviación en pilas (flujo en medios porosos)
• Modelación de burbujas en fluidos metalúrgicos
• Extracción por solvente (SX)
• Electro obtención (EW), Electro refinación (ER)
• Tostación, Fusión, Conversión, Refino y Moldeo
• Pérdidas de calor desde reactores metalúrgicos.
• Magnetohidrodinámica
• Limpieza de escorias
• Flujo reactivo (plantas de cal).
• Entre otros procesos...
Ocurrencia en procesos mineros y metalúrgicos
10. 10
- Para que exista un flujo del fluido, una transferencia de calor
o una transferencia de masa debe existir una diferencia
(gradiente) de una cantidad físico-química llamada fuerza
direccional:
- Presión, Po
- Temperatura, To
- Volumen, V
- Concentración, ni
sistencia
l
Direcciona
Fuerza
tiempo
Cantidad
Tasa
Re
Introducción y Conceptos Generales
11. 11
Unidades y símbolos de las principales cantidades (Sistema SI)
Introducción y Conceptos Generales
12. 12
Comparación de los sistemas SI, CGS y Británico FPS
Introducción y Conceptos Generales
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• Macroscópico
Balances Macroscópicos
-- “Caja negra” con respecto a
flujos de entrada y salida
-- No se requiere un estudio
de los detalles del sistema.
Entrada de
Flujo
Salida
de Flujo
Niveles de estudio ó abstracción
Postulado del medio continuo
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• Microscópico y molecular Balances Microscópicos
-- Interesa lo que ocurre en un
área pequeña del equipo.
-- Ecuaciones de cambio para
un volumen de control específico.
-- Interesa obtener “perfiles” de
velocidad, temperatura, presión
y concentración en el sistema.
Balances Moleculares
-- Comprensión fundamental de los
mecanismos de transporte en términos de la
estructura molecular y fuerzas intermoleculares.
Niveles de estudio ó abstracción
Postulado del medio continuo
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Hipotesis del medio contínuo
- Para el estudio de los fenomenos de transporte a una escala
microscópica asumiremos que estudiamos medios continuos
deformables ó indeformables.
- Lo anterior nos permite aplicar herramientas de calculo
diferencial.
v, n
V, N partículas
v << V
n >> 1
Postulado del medio continuo
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Tipos de derivadas utilizadas en fenómenos de transporte
Medición de peces en un río
Puesto que los peces se están moviendo, su concentración (c),
será una función de la posición (x, y, z) y del tiempo (t).
t
c
Derivada parcial respecto al tiempo:
Describe la variación de la concentración de peces
para una posición fija en el tiempo, ie. x, y, z son ctes.
Postulado del medio continuo
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Medición de peces en un río
dt
dc
Derivada total respecto al tiempo:
Describe la variación de la concentración de peces para
una posición en movimiento de un sistema relativo al
tiempo.
donde: dx/dt, dy/dt y dz/dt son los componentes de la
velocidad del sistema relativo.
dt
dz
z
c
dt
dy
y
c
dt
dx
x
c
t
c
dt
dc
Tipos de derivadas utilizadas en fenómenos de transporte
Postulado del medio continuo
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Dt
Dc
Derivada material ó substancial:
Describe la variación de la concentración de peces
para una posición en movimiento conjunto a aquel de
la masa de control (punto de vista Lagrangiano).
Esta derivada hace énfasis en que el observador se
mueve con la partícula o masa de control y sigue su
trayectoria.
donde: vx, vy y vz son los componentes de la
velocidad local del fluido v.
z
y
x
t
Dt
D
z
y
x v
v
v
Tipos de derivadas utilizadas en fenómenos de transporte
Postulado del medio continuo
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Magnitudes termodinámicas
- Magnitud extensiva: Es una magnitud cuyo valor es proporcional
al tamaño del sistema que describe. Esta magnitud puede ser
expresada como sumatoria de las magnitudes de un conjunto de
subsistemas que formen el sistema original.
- Magnitud intensiva es aquella cuyo valor no depende del tamaño
ni de la cantidad de materia del sistema, es decir, tiene el mismo
valor para un sistema que para cada una de sus partes
consideradas como subsistemas abiertos.
En general el cociente entre dos magnitudes extensivas nos da
una magnitud intensiva, por ejemplo la división entre masa y
volumen nos da la densidad.
Postulado del medio continuo
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Principios de conservación
- Hay dos enfoques posibles para describir el movimiento de un
fluido ó la conservación de una propiedad extensiva:
Lagrangiano (Clásico)
• Masa de Control (CM)
• Propiedades extensivas
(dependen de la
cantidad de materia):
Masa
Momentum
Energía
Peso
Euleriano
• Volumen de Control (CV)
• Propiedades intensivas
(independientes de la
cantidad de materia):
Densidad
Velocidad
Concentración
Temperatura
Postulado del medio continuo
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- Nos interesa escribir ecuaciones que representen la
conservación de propiedades tales como:
–Momentum
–Energía
–Masa
- Para sistemas discretos (o de pocas partículas) o desde un
punto de vista macroscópico, podemos utilizar un enfoque
clásico:
–Fijándonos en cada partícula y siguiendo su trayectoria
Principios de conservación
Postulado del medio continuo
23. 23
- Sin embargo, para un estudio a nivel microscópico y
asumiendo que se trata de un medio continuo, se puede
utilizar otro enfoque, basado en un volumen de control.
–Enfoque Euleriano: el observador está “fijo” en un
punto del dominio y ve cómo varían las propiedades de
interés en el tiempo sólo dentro de esa posición.
–Esto requiere estudiar variables intensivas.
Principios de conservación
Postulado del medio continuo
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Principios de conservación de masa
- Una propiedad Extensiva puede calcularse a partir de una
propiedad intensiva:
CM
d
donde:
: Propiedad extensiva (m, p, Eo, Vo, etc)
: Propiedad intensiva (, v, ni, etc)
CM : Volumen ocupado por la masa de control
Postulado del medio continuo
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Teorema de transporte de Reynolds
dS
n
d
t
Dt
D
CV
CV
CM S
v
d
- Para utilizar el enfoque Euleriano, se hace uso del Teorema
del Transporte de Reynolds, que relaciona ambos enfoques:
donde:
CV : Volumen de control
SCV : Superficie que encierra al volumen de control
: Velocidad con la que se mueve el medio o fluido
: Normal unitaria apuntando fuera del CV
v
n
Postulado del medio continuo
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- Por lo tanto, desde el punto de vista Euleriano:
0
Dt
D
t CM
d 0
dS
n
d
t CV
CV S
v
- Con = 1, se obtiene la ecuación de conservación de la masa
en forma integral:
0
dS
n
d
t CV
CV S
v
Termino
convectivo
Teorema de transporte de Reynolds
Postulado del medio continuo
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Teorema de la divergencia de Gauss
- La ecuación anterior puede ser escrita en forma diferencial,
aplicando el teorema de divergencia de Gauss al término
convectivo y permitiendo que el CV sea infinitesimalmente
pequeño:
0
dS
n
d
t CV
CV S
v
0
t
v
0
z
y
x
t
z
y
x v
v
v
Postulado del medio continuo
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Volumen de control en un campo de flujo de calor
0
dS
n
d
t CV
CV S
v
Postulado del medio continuo