Los mecanismos fundamentales de cantidad del movimiento de calor y de masa están relacionados entre si.
Los mecanismos de transporte de masa o de energía pueden ser de dos tipos:
1.-Molecular 2.- Turbulento
Molecular.- Se caracteriza por el movimiento de grandes grupos de moléculas (remolinos).
La ecuación general de transporte molecular puede obtenerse a partir de un modelo gaseoso simple. La ecuación resultante derivada de este modelo puede ser aplicada para describirse los procesos de transporte molecular de cantidad de movimiento, de calor y de masa, en gases liquidos y solidos.
Wneto= -1/6 lc (dT/dy)
T= concentración de la molecula
L= recorrido libre medio (espacio)
c= velocidad promedio
dT/dy = Diferencia en dirección Y entre un estado final Tf y un estado inicial Ti
W= densidad de flujo
Es la ecuación general de transporte molecular. Esta ecuación puede aplicarse en todos los casos específicos de transporte molecular de masa o energía.
Transporte de masa
Si un modelo gaseoso esta constituido por las moléculas de una mezcla binaria A y B y si el numero de moléculas de A en un volumen dado de una región es mayor que B entonces las moléculas de A se pasan hacia B. Lo cual se puede escribir de la siguiente manera:
NA= -DAB ( dCA/dy)
NA= es el flujo molar del componente A por unidades de area de transferencia en Kmol/m2/s)
Transporte de calor
Si las moléculas contenidas en una de las regiones del modelo gaseoso posee una energía calorífica mayor que la que tienen las moléculas de otra región vecina. Ocurrira el transporte de esa energía (calor) desde la región de mayor energía hacia la de menor energía.
La concentración de calor en cada plano del modelo es igual a PCpT, donde:
P= densidad del gas
Cp= calor especifico
T= La temperatura
q= -ad(PCpT) /dy
q= densidad de flujo de calor w/m2
a= constante de proporcionalidad (a=(1/6)lc) (difusividad térmica)
Flujo entre dos placas paralelas
Se tiene el flujo estacionario, laminar e isotérmico de un fluido newtoniano de densidad constante P, contenido entre dos placas solidas paralelas, las cuales están separadas entre si por una distancia pequeña B.
En la figura 2.9 se muestra el esquema del sistema de flujo, es infinita, puede suponerse que no existen efectos finales en el tramo de longitud L que se utiliza como región de estudio.
La causa del movimiento del fluido es la transferencia de cantidad de movimiento desde la placa superior móvil hacia la inferioir en reposo.
La ecuación especifica para un flujo entre 2 placas paralelas es la siguiente:
Qv = BUv/2
Qv = caudal volumétrico
Uv= velocidad máxima
Flujo a través de un tubo de sección circular
En este proceso se aplica el balance de cantidad de movimiento lineal en un sistema de geometría cilíndrica.
Aquí se considera que el flujo es estacionario, laminar e isltermico se supone que se trata de un liquido newtoniano de densidad P y viscosidad Mu constantes, el cual fluye a travez de un tubo circular muy largo de radio R y colocado en posición horizontal, la zona de estudio es la correspondiente a la longitud L del tubo.
Perfiles de velocidad y esfuerzo cortante.
La formula obtenida al final de tantas expresiones matematicas es la siguiente:
Qv = Pi (PoPl)R4/ 8MuL
Es conocida como la ley de Hagen- Poiseuille; esta expresión establece la relación entre el caudal volumétrico del fluido y la diferencia de presión que origina el flujo a través de un tubo circular.
Como resumen se presentan restricciones que están implícitas en el desarrollo de las expresiones obtenidas:
1.- El flujo es laminar.
2.- Las líneas de corriente son rectas en la dirección del flujo
3.- El flujo es estacionario e isotérmico.
4.- Los efectos finales son despreciables.
5.- El fluido se comporta como un medio continuo
6.- El fluido es newtoniano.
7.- El fluido es incomprensible ( de P constante) En general los liquidos se comportan como fluidos incomprensibles.
8.- No hay deslizamiento efectivo en las superficies solidas.
Ejemplo:
Flujo de un aceite entre dos laminas planas paralelas.
Dos laminas planas paralelas y horizontales están separadas una distancia de 8 mm. La lamina superior se mueve hacia la derecha con una velocidad de .2 m/s. Mientras que la lamina inferior se mantiene estatica. Entre las dos laminas se halla un aceite de viscosidad de 800 mPa.s calcular:
a).- El valor del esfuerzo cortante que se establece en el sistema:
b).- La viscosidad local que adquiere el aceite como consecuencia de la transferencia de cantidad de movimiento en un punto situado a 3 mm. De la lamina inferior.
DATOS Vz = Uv/B x1
B= 8mm. = .008m TX2 = -Mu/BUv
Uv = .2 m/s
Mu = 800 mPa .s
X= 3 mm = .003m
Al sustituir
a).- l Tx2 l = (.8/.008) (.2) = 20 Pa
b).- Vz = (.2/.008) (.003) = .075 m/s.
ECUACION GENERAL DEL TRANSPORTE MOLECULAR:
ResponderEliminarEXISTEN DOS TIPOS; MOLECULAR Y TURBULENTO.
MOLECULAR: ES EL MOVIMIENTO DE GRANDES GRUPPOS DE MOLECULAS.
TRANSPORTE DE MASA: UN EJEMPLO DE ESTE TIPO DE TRANSPORTE SERIA SI TUBIERAMOS DOS REGIONES (A-B) LAS CUALES ESTAN COMPUESTAS POR MOLECULAS (MASA). SI EL PUNTO A TUBIERA MAS CANTIDAD DE MASA QUE B, SE TRANSPORTARIA MASA AL PUNTO B, PARA QUE SE COMPENSARAN.
TRANSPORTE DE CALOR:
LA REGION CON MAS CALOR TRANSPORTA A LA REGION VECINA CON MENOS CALOR.
FLUJO ENTRE DOS PLACAS PARALELAS:
LA CAUSA DEL MOVIMIENTO DEL FLUIDO ES LA TRANSFERENCIA DE MOVIMIENTO DESDE LA PLACA SUPERIOR MOVIL HACIA LA INFERIOR EN REPOSO
FLUJO ATRAVEZ DE UN TUBO DE UNA SECCION CIRCULAR: EN ESTE PROCESO EL FLUJO ESTA ESTACIONADO, ES UN LIQUIDO NEWTONIANO EL CUAL FLUYE ATRAVEZ DE UN TUBO CIRCULAR MUY LARGO DE RADIO R.
SORRY POR LLEGAR TARDE CUANDO EXPUSISTE,, DE TODOS MODOS TE FELICITO,, GRACIAS POR LA INFORMACION,, THANK YOU,,,ATTE JUDITH
pues muy buena informacion, nos diste a entender o mas bien conocer cual es la diferencia entre lo molecular y lo turbulento, y obvio tambie nos diste unaas formulas que nos seran de mucha utilidad para el inter. de calor, y claro obviamente nos diste una pauta de como usar las formulas para el diseño del inter.
ResponderEliminarpues siendo cinsera enlo que respecta a mi me a quedado muy claro como utilizar las formulas para los problemas de Transporte de masa,Transporte de calor,Flujo entre dos placas paralelas,Flujo a través de un tubo de sección circular, y tambien nos proporcionaste unos dibujitos muy ilustrativos donde podemos apreciar como es la distribucino de los fluidos entre las placas.
bueno por lo menos yo aprendi muchooo, y creo que tambien me va a servir muchooo.
hay dos tipos de transporte molecular o turbolento donde se tiene que considerar las diferentes perdidas por ejemplo perdidas por friccion, asi como el area, tipo de fluido etc.
ResponderEliminaresto es importante para saber como se comporta el fluido a travez de diferentes tipos de areas y tipo de material del conductor para seleccionar el material adecuado en la practica.
En esta expocicion se ablo hacer de diferentes puntos como son el transporte molecular que este asu vez tiene varios tipos que son el molecular y el turbulento. Ademas se abo de como se presenta esto para diferentes tipos de flujos y como afecta y ademas aplicando ciertas formulas para asi poder calcular ciertos flujo etc. muy buena expocicion sigue adelante.
ResponderEliminarde entrada es un temaq interesente, ya que expusiste de las formas de transporte de masa y energia que en esencia son casi iguales , es decir en al transporte de masa las moleculas se pasan hacia la region con menor numero de moleculas, lo cual con el transporte de energia el calor pasa hacia la region menos caliente, dando en ambos tipos de transporte las formulas correspondientes para calcular las transferencias de masa y energia respectivamente.
ResponderEliminarincluso el flujo volumetrico en relacion con la caida de presion cual es importante conocer. tambien cuando no hay un balance ocurre esto. bueno eso es todo buena exposicion
Muy interesante el tema como se desarrolla la transferencia de calor en placas, tubos circulares y como por medio de un fluido transporta de un lugar a otro el calor. Necesario para el diseño de intercambiadores de calor y para resolver los proyectos personales.
ResponderEliminarEs un tema muy importante, ya que supimos el flujo entre dos placas paralelas y tambien flujo a través de un tubo de sección circular, en diferentes tipos de materiales, como calcular el flujo en lo ya mencionado.
ResponderEliminarDe mucha ayuda en la elaboracion de intercambiadores, ya que nos ayuda seleccionar la seccion y material correcto.
lo que entendi de esta exposicion que fue sobre la ECUACION GENERAL DEL TRANSPORTE MOLECULAR en este caso existen dos tipos el molecular y turbulento ene ste caso nos distes unas formulas que nos seran de mucha utilidad para la elaboracion del intercambiador de calor, y pues nos diste una pauta de como usar las formulas para el diseño del intercambiador de calor ya que con estas formulas nos sera mucho mas facil los calculos matematicos.
ResponderEliminarlo importante es destacar que al momento de utilizar las formulas para los problemas de Transporte de masa, Transporte de calor, Flujo entre dos placas paralelas,Flujo a través de un tubo de sección circular, nos sera de mucha importancia y tambien nos proporcionaste unos dibujos muy ilustrativos donde podemos apreciar como es la distribucion de los fluidos entre las placas.
estubo bien explicado lo malo que casi no hay mucho material de este tema pero con estas ecuaciones no ayudara a disenar mejor el intercambiador parasaber que tipo de flujo es laminar o turbulento y tener un mejor diseno del intercambiador porque asi sabremos que tipo de ecuaciones se van a utilizar
ResponderEliminarjoel Ramirez V.. [joe jr br ] --
ResponderEliminarcabe señalar que el transporte molecular se puede dar en un fluido o un sólido. esta ecuacion de transporte molecular se aplica en casos específicos de transporte de masa o energía o momento , osea que cada molecula tiene una cantidad de masa o energía térmica (la relacion entre fuerza que impulsa un fluido y la resistencia del medio [material] .
Es importante saber las formulas del flujo a través de tubos de circulares, para el desarrollo de proyectos futuros .
ademas de saber la relacion del volumen del fluido y las las presiones que ocacionan que el flujo siga su camino , y saber tambien cuando se utilzara la formula y sus restricciones.
Bueno pues para empezar con el comentario debo decir que es importante para nosotros conocer los dos tipos de transporte de masa o energia y esto es porque como su nombre lo dice la masa o energia se puede transportar de manera molecular(movimiento individual de las moléculas) y el turbulento que es mas comúnmente desarrollado debido a que la naturaleza tiene tendencia hacia el desorden (El flujo del agua en los ríos o el movimiento del aire cerca de la superficie de la tierra son ejemplos típicos de flujos turbulentos).
ResponderEliminarLos procesos de transferencia de masa son importantes ya que la mayoría de los procesos químicos requieren de la purificación inicial de las materias primas o de la separación final de productos y subproductos.es necesario conocer la velocidad de transporte de masa a fin de diseñar o analizar el equipo industrial para operaciones unitarias, en la determinación de la eficiencia de etapa, que debe conocerse para determinar el número de etapas reales que se necesita para una separación dada.6
Algunos de los ejemplos del papel que juega la transferencia de masa en los procesos industriales son: la remoción de materiales contaminantes de las corrientes de descarga de los gases y aguas contaminadas, la difusión de neutrones dentro de los reactores nucleares, la difusión de sustancias al interior de poros de carbón activado, la rapidez de las reacciones químicas catalizadas y biológicas así como el acondicionamiento del aire, etc. Y ejemplos de la transferencia de energia que en nuestro caso es el calor pues son muchos casos que vemos a diario y necesitamos saber de estos dos puntos porque tambien es algo que nos interesa conocer para la materia y el intercambiador.
Y como ultimo punto esta el flujo a traves de un tubo de seccion circular que es necesario que conoscamos pues como vimos el flujo dentro del tubo no es al mismo sino que adquiere forma de como que un cono y en el centro del tubo la velocidad es mayor que el en las paredes interiores y pues esto depende del liquido que normalmente sera newtoniano. Esto lo debemos de conocer para al diseniar el intercambiador saber bien que no por ser un liquido fluira uniformemente dentro del tubo y por lo tanto tendremos que tomar en cuenta esto para el diseno
primero aprendi que existen dos tipos de movimiento que es molecular o turbulento con diferencias entre ellos las cuales explicastey la formulas para el flujo atravez de placas o de tubos
ResponderEliminaresto sirve para un intercambiador de calor ya que con esto tenemos menos dudas la momento de decidir si un fluido lo pasamos atravez de las placas o de los tubos ya que con las recetas dadas no facilito el trabajo
Este tema es interesante desde el punto de vista quees lo tipos de mov. y las caracteristicas de cada uno de ellos, lo mas interesante fue el problema de las placas el cual podemos ejemplificar en las chumaceras (que aunque son cilindricas en algun punto en el infinito son rectas) a las cuales se le pueden hacer las operaciones necesarias para predecir el comportamiento y de esta manera diseñar y mantener este tipo de rodamientos.
ResponderEliminarSobre el flujo en la tuberia se observa que la velocidad del fluido disminuyeconforme se acorta la distancia hacia la pared del tubo debido a que el esfuerzo cortante es mayor.
es necesario saber los mecanismos de transporte de masa ya que el conocerlos nos dara una idea del analisis del sistema que tendremos que realizar por que no siempre se trata de un fluido, tambien puede ser un gas y saber si es un mecanismo de transporte de masa molecular o turbulento
ResponderEliminarbueno mas que nada dicha exposicion nos sirvio para reafirmar el tipo de movimientos que existen de transporte de moleculas como lo son el molecular y el turbulento y nos dieron a conocer la ecuacion general de transporte de moleculas, todo esto nos va a ser de mucha a yuda para el diseño y entendimiento del intercambiador de calor a realixar dentro del proyecto final en la clase
ResponderEliminarEs de gran importancia, para aplicarlo al proyecto, conocer los dos tipos de transporte de masa o energia:Se puede transportar de manera molecular y el turbulento que es mas comúnmente desarrollado debido a que la naturaleza tiene tendencia hacia el desorden. La mayoría de los procesos químicos requieren de la purificación inicial de las materias primas o de la separación final de productos y subproductos, es necesario conocer la velocidad de transporte de masa a fin de diseñar o analizar el equipo industrial para operaciones unitarias. El calor como ejemplo de la transferencia de energia nos va a ser de gran utilidad. Tambien es de vital importancia conocer como se comporta el flujo atraves de una seccion circular ya que dicha informacion y conocimiento la aplicaremos en el diseño del intercambiador, ya que el flujo dentro del tubo no es al mismo sino que adquiere forma de como que un cono y en el centro del tubo la velocidad es mayor que el en las paredes interiores dependiendo tambien si el liquido es newtoniano o no.
ResponderEliminarEn este tema sobre la ecuacion del transporte molecular aprendi que existen dos tipos de mecanismos para transportar energia uno es molecular que este hace que se exista un gran movimiento de moleculas y el otro mecanismo es turbulento esta ecuacion sirve para calcular transporte molecular masa y energia especificamente, el transporte de masa se hace por medio de dos areas ya sea A y B si el volumen es mayor en A las moleculas de A se pasan a B esto sucede igual para el transporte de calor el area que contenga mas energia calorifica pasa calor a la que tenga menos energia calorifica asi ambas areas quedan con la misma cantidad de energia calorifica.Otra cosa que aprendi es que el flujo entre dos placas paralelas el fluido es la transferencia de movimiento que pasa atravez de la placa superior que es movil hacia la inferior que esta en reposo y que en el flujo entre un tubo de seccion circular se aplica el balance de cantidad de movimento lineal en un sistema cilindrico en este el flujo es estacionario esto fue lo que aprendi acerca de este tema y esto me va a servir para tener el conocimiento necesario para conocer como se aplica la ecuacion general de transporte molecular y tambien las ecuaciones del flujo entre dos placas paralelas y en los tubos de seccion circular con esto podre resolver problemas sobre ellos, En conclusion es un tema un poco complicado pero muy interesante.
ResponderEliminaren la exposicion se hablo sobre la ecuacion general del transporte de energia.
ResponderEliminarexisten do tipos para el transporte de energia el molecular y el turbulento, y se entiende en donde aplicar estas formulas, ademas esto nos ayudara a la fabricacion del intercambiador.
Es evidente que si lo que buscamos definir es una transfeerencia de calor, es necesario determinar primeramente por que medio lo lograremos, es por ello que es necesario el analisis molecular de cualquier elemento que valla a cumplir con esta funcion, por que no hay que olvidar que la transferencia de calor se lleva a cabo a niveles atomicos debido unicamente a la exitacion de los electrones. A lo largo de este tema se expresa lo anterior mostrando el analisisa nivel molecular
ResponderEliminardentro de lo debido del tema tenemos unos principios interesantes ya k es por medio del cual empesamos a tener una transferencia de los flujos de calor, en lo k ami respecta yo le veo de la siguiente forma, mediante en flujo d masa por x tuberia logramos enfriar o calentar en su defecto dicho flujo sea liquido o gas. mediante el movimiente molecular
ResponderEliminaresta nos ayuda mucho para comprender como existen los flujos entre placas o tubos, tambien los transportes de masa de tipo molecular y turbulento, estos me ayuda en como conocer a como es el transporte de calor en diferentes mecanismos k se puedan utilizar
ResponderEliminarHayo dos tipos de transporte de masa o energia, en los cuales se transportan de manera molecular (molecula a molecula. El turbulento tiene una naturaleza que tiende al desorden como el movimiento de un rio. En la mayoria de los procesos quimicos ocurre transferencia de masa. Es importante conocer la velocidad de transporte de la masa, para lograr un buen diseño del equipo industrial para las operaciones necesarias.
ResponderEliminarAlgunos ejemplos donde se presenta esto es en la difusion de neutrones dentro de los reactores nucleares o en la remocion de materiales contaminantes de las corrientes de descarga y en el acondicionamiento del aire. tambien es importante saber que dentro de tubos circulares, los fluidos no viajan de manera uniforme, el flujo es mas rapido en el centro que en las paredes del tubo, esto se debe tomar en cuenta en el momento de diseñar el intercambiador de calor.
Pues es el tema es algo interesante y se me hizo muy bien lo que hizo al principio en explicar el porque tanto el movimeinto de calor como el de masa son casi identicos, primero el en el flujo de masa explico con dos tipos de gases un gas es mayoritario y el otro es escaso pues bien el gas que es mayor pasara a unirse con la que son menor mencionando claro que se encuentran dentro de un volumen determinado. Lo mismo pasa con las moleculas de calor de un determinado gas si estas tienen mayor energia calorifica transmitiran este calor a las moleculas de menor energia.
ResponderEliminarY por ultimo nos menciona un ejemplo sobre el el tema transporte de moleculas para comprender un poco mas la ecuacion.
en el tema explicado Los mecanismos fundamentales de cantidad del movimiento de calor y de masa están relacionados entre si.
ResponderEliminarMolecular.- Se caracteriza por el movimiento de grandes grupos de moléculas
La ecuación resultante derivada de este modelo puede ser aplicada para describirse los procesos de transporte molecular de cantidad de movimiento, de calor y de masa, en gases liquidos y solidos.
tambien algo importante mencionado en el tema es que fluido no viaja uniformemente porque en las paredes de las placas siempre se opone una resistencia o una friccion al fluido y el cual viaja mas rapido en el centro que en las orillas del tubo
En este tema nos platicaste sobre la ecuacion del transporte molecular nos dijiste los diferentes tipos de mecanismos que existen para transportar energia como son el molecular el cual hace que se exista un gran movimiento de moleculas y turbulento
ResponderEliminarnos dijiste que el transporte de masa se hace por medio de dos areas ya sea A y B si el volumen es mayor en A las moleculas de A se pasan a B esto sucede igual para el transporte de calor el area que contenga mas energia calorifica pasa calor a la que tenga menos energia calorifica.
Otra cosa que aprendi es que el flujo entre dos placas paralelas el fluido es la transferencia de movimiento que pasa atravez de la placa superior que es movil hacia la inferior que esta en reposo y que en el flujo entre un tubo de seccion circular se aplica el balance de cantidad de movimento lineal en un sistema cilindrico y que en este el flujo es estacionario.
me parecio bien que nos dieras un ejemplo aunque sencillo pero en el que se podia ver la mayoria de las cosas de las que nos habias platicado.
al conduccion pede ser de dos formas ya que una es un mecanismo de conduccion de calor y el otro es un mecanismo de masa es de algun gas practicamente podemos mover cierta cantida gas conteniendolo a una cierta temperatura
ResponderEliminaren la exposicion se hablo de las diferentes formas de conduccion: molecular y turbulento, estos sirven para transporta energia.
ResponderEliminartambien se hablo sobre el flujo entre dos placas paralelas que en estas el fluidoes que passa por la placa superior.