UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA QUIMICA Y TEXTIL

FENÓMENOS DE TRANSPORTE (PI-140B)

TEST N° 1

Profesor del curso:Ing. Warren Reategui Romero

Integrantes:Mondalgo Llancari, ArmandoSoncco Hancco, Alexis John

Periodo Académico: 2016 – 1

LIMA – PERÚ

2016

Fenómenos de Transporte (PI 140 – B)

Test N° 1

1. Las leyes del transporte molecular se pueden generalizar mediante el siguiente

modelo . Basado en este modelo completar el siguiente cuadro

aplicando la nomenclatura y unidades en cada caso.

Transferencia de

Calor

Masa

Cantidad de movimiento

Donde:

: Flux de la propiedad o densidad de flujo de la propiedad.

: Difusividad de la propiedad.

: Concentración de la propiedad.

: Gradiente de concentración de la propiedad.

Todas las unidades indicadas en el cuadro anterior están en el sistema SI o MKS.

2. Sustentar su respuesta en cada caso, verdadero (V) o falso (F).

a) La viscosidad es una función de la temperatura. (V)

La viscosidad siempre depende de la temperatura, ya sea para un fluido

newtoniano o no newtoniano. Disminuye al aumentar la temperatura en los

líquidos, sin embargo aumenta al aumentar la temperatura en los gases de

baja densidad.

b) Para fluidos de baja masa molecular la propiedad física que caracteriza la

resistencia al flujo es la viscosidad. (V)

Para los fluidos newtonianos, o sea, aquellos que cumplen con la ley de

Newton de la viscosidad, la viscosidad caracteriza la resistencia al flujo.

c) En el flujo laminar para un fluido que se mueve el transporte molecular de

momentum es transferido a través del fluido por acción viscosa. (V)

Según el transporte molecular de momentum, en las inmediaciones de la

superficie que se mueve del medio que rodea al líquido, el fluido adquiere una

determinada cantidad de movimiento en una determinada dirección. Por

consecuente, se tiene lugar a una transmisión de cantidad de movimiento a la

capa adyacente de fluido.

d) La unidad de gc es 32,2 gr.m/gr-f.s2. (F)

La unidad de gc es 9,81 gr.m/gr-f.s2 (en el SI), el valor indicado línea arriba es

referido para el sistema inglés.

e) El esfuerzo de corte por unidad de área es proporcional al valor negativo del

gradiente de velocidad. (F)

La fuerza de cizalla por unidad de área es proporcional al valor negativo del

gradiente de velocidad, el esfuerzo de corte o esfuerzo cortante es también

proporcional al gradiente de velocidad, pero no “por unidad de área”. He aquí la

diferencia entre los términos esfuerzo y fuerza.

3. Indicar las unidades en el SI en cada caso:

Esfuerzo de corte: ( )

Velocidad: ( )

Viscosidad: ( )

Viscosidad cinemática: ( )

Difusibilidad: ( )

Difusibilidad térmica: ( )

Conductividad térmica: ( )

Presión: ( )

4. Indicar la viscosidad de las siguientes sustancias y hacer un comentario al

respecto.

Sustancia Viscosidad(cP)

Temperatura(°C)

Comentario

Agua 1 21 Por simple experiencia, al hacer

resbalar el agua sobre una superficie

plana inclinada notaríamos que caería

más rápido que si lo comparamos con

la miel por ejemplo, éste tiende a

resbalar lentamente (fluido muy

viscoso). Si comparamos la pasta de

tomate y la miel, se observaría que la

pasta fluiría un poco más lento que la

miel, concordando los datos de la

presente tabla.

Alcohol 1,194 20

Miel 10000 21

Leche 3 21

Pasta de

tomate

50000 21

Plástico

fundido

1000000 21

5. Definir y dar ejemplos de:

* Fluidos pseudoplásticos

Se caracterizan por una disminución de su viscosidad, y de su esfuerzo cortante,

con la velocidad de deformación. Su comportamiento se puede observar en las

siguientes curvas:

La mayoría de los fluidos no newtonianos son pseudoplásticos: alimentos (jugos y

puré de frutas, salsas), polímeros fundidos (poliestireno, acrilonitrilo, polipropileno,

etc.), cosméticos, latex, tinta de imprenta.

* Plástico de Bingham

Los fluidos plásticos son aquellos que requieren de un esfuerzo inicial τo para

iniciar la deformación (Fig.6)

El reograma mostrado en la figura se refiere a un comportamiento plástico ideal.

En este caso si la tensión de cortadura aplicada es inferior a τo, el producto se

comporta como un sólido. Sí es superior a τo se comporta como un fluido

newtoniano. El caso anterior es el llamado fluido plástico ideal o de Bingham,

donde la ecuación de Newton se transforma en la de Bingham:

Esta ecuación corresponde a muchas suspensiones concentradas de sólidos,

también tenemos al barro y algunos coloides.

* Plástico dilatante

El comportamiento reológico, en estado estacionario, de la mayor parte de los

fluidos, puede establecerse mediante una forma generalizada:

En la que puede expresarse a su vez en función de o de indistintamente.

En las regiones en que aumenta al aumentar el gradiente de velocidad ,

el comportamiento se denomina dilatante.

6. Para el sistema que se muestra, determinar el modelo matemático para el flujo

de A así como su perfil de presiones. Se sabe que la unión entre los tanques

es una tubería tronco cónica. Datos: DAB, diámetros d y D, fracciones molares

xA1> xA2, temperatura (T) y presión (P).

Gases:

A, B

xA2

T, P

Gases:

A, B

xA1

T, P

L

De la ley de Fick de la difusión:

…………..………………(a)

Donde A(x) representa el área que depende de la distancia x medida desde x=0,

según el sistema de referencia. El A(x) se calcula mediante la geometría y se

obtiene: ……………(b)

Según la ecuación universal de los gases ideales, la concentración CA se puede

expresar en función de la fracción molar según:

, pero

……………………….(c)

CA en función de la fracción molar de A, xA.

Reemplazando (b) y (c) en (a) y asignando los límites de integración:

Resolviendo las integrales, nos queda:

…..….Flujo molar de A