Operaciones de Transferencia de Momentum y Calor: Unidades, Variables y Balances, Esquemas y mapas conceptuales de Termodinámica

¡Descarga Operaciones de Transferencia de Momentum y Calor: Unidades, Variables y Balances y más Esquemas y mapas conceptuales en PDF de Termodinámica solo en Docsity!

Operaciones de Transferencia

de momentum y calor

Facultad de Ingeniería Química

Los fenómenos de transporte. Velocidad en que una cantidad de alguna de las propiedades extensivas

• calor, masa y cantidad de movimiento (momentum) - se transfiere por unidad de tiempo y de superficie. Este movimiento se produce debido a un gradiente de la concentración (Fuerza motriz).

Procesos en equilibrio (Edo estacionario)

VARIABLES FUNDAMENTALES Y UNIDADES

• (^) Temperatura: medida relativa de "calor“
• (^) Presión: En nuestro ejemplo es el resultado de las colisiones de moléculas con la pared del tanque. La presión actúa por igual en todas las direcciones. En equilibrio, la presión dentro del tanque es uniforme, tiene unidades de fuerza (F) por unidad de área (A); Es importante distinguir entre presión y fuerza. La fuerza es igual a la presión multiplicada por el área.
• (^) Volumen (V): PV = nRT
• (^) Concentración: La concentración de la especie A (CA) tiene unidades de moles (o masa) por volumen.

• (^) Flujo: Cierta cantidad por unidad de área por unidad de tiempo. "La transferencia de calor a menudo se expresa en unidades de Btu, cal o J. Por lo tanto, un flujo de calor puede tener unidades de J/ m2 *s. De manera similar, un flujo de masa puede tienen unidades de kg/ m2 *s.
• (^) Fases: sólido, líquido y gaseoso.
• (^) Fuerza: Relación entre fuerza y masa, puede expresarse mediante la segunda ley de movimiento de Newton (F = m*a).

Simples balances

• Balance de materia

• Balance de Energía

• Ambas

• (^) Es decir, que la fuerza por

unidad de área es proporcional

a la disminución de la

velocidad con la distancia Y. La

constante de proporcionalidad

es la viscosidad del fluido.

• (^) Es connivente expresar la anterior expresión en una forma más explicita (en forma macroscópica). El esfuerzo cortante que se ejerce en la dirección “x” sobre la superficie de un fluido, situada a una distancia constante y, por el fluido existente en la región donde y es menor.

Ejemplo ilustrativo

• (^) Calcular la densidad de flujo de cantidad de movimiento en estado estacionario (,

expresada en , cuando la velocidad de la lámina inferior, en la dirección positiva del eje

x, es 0.3 m/seg, la distancia entre las Iaminas es 0.0003 m, y la viscosidad del fluido (μ)

es de 0.7 cp.

0.3 m/seg 0.0003 m