FENOMENOS DE TRASPORTE UNSCH

1. ING LICAPA REDOLFO DINNER ROLANDO
ASIGNATURA DE:
FENÓMENOS DE TRANSPORTE
IQ-346
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALURGIA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE
HUAMANGA
PROGRAMA DE INGENIERÍA QUÍMICA

2. TRANSPORTE DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO
DISTRIBUCIÓN DE VELOCIDAD EN FLUJO LAMINAR
Estudiar cálculos de perfiles de velocidad laminar en algunos sistema geométricamente
sencillos. Para estos cálculos se hace el uso de la definición de viscosidad y del concepto del
balance de movimiento
Preciso conocer:
Velocidad máxima
Velocidad media
Esfuerzo cortante en una superficie

8. Figura 1: Ejemplos de flujos:
a) Laminar,
b) b) transición y
c) c) turbulento.
Se realizaron pruebas con rangos
de números de Reynolds mínimos
y máximos de, los que se
muestran a continuación

10. TRANSPORTE DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO
DISTRIBUCIÓN DE VELOCIDAD EN FLUJO LAMINAR
Los casos son muy idealizados, los resultados que se obtienen encuentran grandes aplicaciones en el
estudio de numerosas cuestiones de mecánica de fluidos
Se va estudiar:
El problema de la película descendente: proporciona información sobre el papel que juegan
las fuerzas de gravedad y sobre la utilización de la coordenadas cartesianas.
Flujo en un tubo circular o cilíndricas: que ilustra sobre el papel de la presión y las fuerzas
de la gravedad, a la vez que se indica el uso de coordenadas cilíndricas
Flujo alrededor de una esfera: con el fin de presentar un problema en coordenadas esféricas
e indicar al mismo tiempo como se opera con fuerzas normales y tangenciales

11. Sistemas de coordenadas
Película descendente
C. cilíndricas Rejilla estrecha

12. Película descendente
E
∆𝑥

13. Coordenadas cilíndricas
R
L
Perfil velocidad
Perfil esfuerzo cortante

14. REJILLAS ESTRECHAS
W
2B=𝛿
L

15. REJILLAS ESTRECHAS

16. Solo se aplican en flujos en estado estacionario
BALANCES ENVOLVENTES DE CANTIDAD DE MOVIMIENTOS
𝒗𝒆𝒍𝒐𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒅𝒆 𝒆𝒏𝒕𝒓𝒂𝒅𝒂
𝒅𝒆
𝒄𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒅𝒆 𝒎𝒐𝒗𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐
−
𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎
𝑑𝑒
𝑐𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑣𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜
+
𝒔𝒖𝒎𝒂 𝒅𝒆 𝒍𝒂𝒔 𝒇𝒖𝒆𝒓𝒛𝒂𝒔
𝒒𝒖𝒆
𝒂𝒄𝒕𝒖𝒂𝒏 𝒔𝒐𝒃𝒓𝒆 𝒆𝒍 𝒔𝒊𝒔𝒕𝒆𝒎𝒂
= 0
Se aplican balances de cantidad de movimiento a una
delgada envoltura de fluido. Para el flujo rectilíneo en
estado estacionario, el balance de cantidad de
movimiento es :

17. TRANSPORTE VISCOSO
TRANSPORTE CINÉTICO
PRESIÓN HIDROSTÁTICA
PRESIÓN DINÁMICA

18. Primeramente se escribe un balance de cantidad de
movimiento, después se hace tender hacia cero el espesor,
utilizando la definición matemática de la primera derivada
con el fin de obtener la correspondiente ecuación
diferencial que describa la distribución de densidad y flujo
de cantidad de movimiento. se introduce entonces la
adecuada expresión newtoniana de la densidad de flujo de
cantidad de movimiento, con el fin de obtener una
ecuación diferencial para la distribución de movimiento,
con el fin de obtener una ecuación diferencial para la
distribución de velocidad. Mediante la integración de estas
dos ecuaciones diferenciales se obtienen,
respectivamente, las distribuciones de densidad de flujo
de cantidad de movimiento y la velocidad del sistema.
Esta información sirve para calcular velocidad media,
velocidad máxima, velocidad volumétrica, perdida de
presión y fuerzas que actúan sobre la superficies.
El procedimiento a seguir para plantear y resolver problemas de flujo viscoso es
el siguiente:

19. El procedimiento a seguir para plantear y resolver problemas de flujo viscoso es
el siguiente:
La mayor parte de las condiciones limites son las siguientes:
A. En las interfases sólido-fluido, la velocidad del fluido es igual a la velocidad con que
se mueve la superficie misma; es decir, que se supone que el fluido esta adherido a
la superficie solida con la que se halla en contacto.
B. En las interfaces líquido-gas, la densidad de flujo de cantidad de movimiento, y por
consiguiente, el gradiente de velocidad en la fase liquida, es extra-ordinariamente
pequeño, y en la mayor parte de los cálculos puede suponerse igual a cero.
C. En las interfaces liquido-liquido, tanto la densidad de flujo de cantidad de
movimiento como la velocidad son continuas a través de la interfase; es decir, que
son iguales a ambos lados de la interfase

20. CONDICIONES LIMITES

21. CONDICIONES LIMITES

22. FLUJO DE UNA PELÍCULA DESCENDENTE
Consideramos una superficie plana inclinada como la figura, se supone que la viscosidad y
densidad del fluido son constantes y se considera una región de longitud L,
suficientemente alejada de los extremos de la pared, de forma que las perturbaciones de
la entrada y la salida no están incluidas en L; que esta región el componente de la
velocidad es independiente de la distancia

24. 1.COMPRENSIÓN FÍSICA DE LA SITUACIÓN
𝛿

25. 2. DETERMINAR EL ELEMENTO DIFERENCIAL DEL VOLUMEN
∆𝑥
L
W
𝑉𝑂𝐿𝑈𝑀𝐸𝑁 𝐷𝐼𝐹𝐸𝑅𝐸𝑁𝐶𝐼𝐴𝐿 𝑉𝑑 = ∆𝑥. 𝐿. 𝑊
𝐴𝑅𝐸𝐴 𝑇𝑅𝐴𝑁𝑉𝐸𝑅𝑆𝐴𝐿 𝐴𝜏 =L.W
𝐴𝑅𝐸𝐴 𝐴𝑉 = ∆𝑥. 𝑊

26. 3. BALANCE DE ESFUERZO DE MOMENTO

27. 4. BALANCE DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO
T VISCOSO
T CINÉTICO
FUERZAS
CONDICIONES

28. 4. BALANCE DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO