TRansporte de Momentum

8/19/2019 TRansporte de Momentum

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P. 1

Introducción a los Fenómenos de

Transporte

Unidad I: Fundamentos y Aplicacióndel Transporte de Momento


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P. 2FENOMENO !E T"ANPO"TE

#eyes $%sicas $undamentales:

1. &onser'ación de la masa y la ener(%a )1raley de la T!*

2. +alance de $uer,as )leyes del

mo'imiento de Ne-ton*

Introducción a los Fenómenos deTransporte


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P.

&onsideremos en un sistema 2 mol/culas diatómicas 0ue cocan:No ay interacción 0u%mica entre ellasposeen ncleos atómicos id/nticosEst3n en un (as a 4a5a densidad6 no ay interacciones conotras mol/culas en el entorno.

Antes y despu/s de la colisión6 la ley de conser'ación de laener(%a6 indica 0ue las mol/culas est3n su$icientemente lar(ocomo para 0ue las $uer,as intermoleculares acten so4re ellas.!espu/s una distancia e0ui'alentes a 7 'eces el di3metros de la

mol/cula6 la $uer,a es desprecia4le.

#a ley de conser'ación de la materia: la masa de cada mol/culadespu/s de la colisión es la misma 0ue antes de la colisión.

FENOMENOS DE TRANSPORTE

#eyes de &onser'ación


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P. 8

&ont.

#a ley de cantidad de momentum: la suma de las

cantidades de momentum de todos los 3tomos antes de lacolisión de4e ser i(ual a la correspondiente despu/s de lacolisión.#a ley de conser'ación de la cantidad de momento an(ular6el momento an(ular de las especies permanece constantedespu/s de la colisión.

FENOMENOS DE TRANSPORTE


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P. 7

Trans$erencia de Momentum6 &alor y Masa

Trans$erenciade Momentum

Trans$erenciade &alor

Trans$erenciade Masa

olamente Procesos Moleculares

τy = − µ

ρ

d(ρux )

dy

qy = − k

ρC p

d(ρC pθ)

dy

NA = − DdCA

dy


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P. 9FENOMENOS DE TRANSPORTE

Ley de Newton de la viscosidad.

Fluidos no-newtonianos.

Determinacin e!"erimental.

#iscosidad de $ases.

#iscosidad de l%&uidos.

#iscosidad y Mecanismo delTrans"orte de 'antidad de

Momentum.


7/23P. FENOMENOS DE TRANSPORTE

LE( DE NE)TON DE LA #*S'OS*DAD

F+ER,A *MP+LSORARAD*ENTE DE #ELO'*DAD/

EFE'TOTRANSPORTE DE '.D.M./

Y

V

A

F

µ

dy

dv x yx

µ


8/23P. ;FENOMENOS DE TRANSPORTE

#*S'OS*DAD '*NEMAT*'A0

P $ cm-1 s-1/St cm2 s-1/cP314-2PcSt3 14-2St

T) 1.; 1.; >.>119 1.2

2> 1.>1? 1.> >.>1;1 17.>78> >.97> >.97;1 >.>1?>; 19.?29> >.8997 >.888 >.>1??? 1;.;9;> >.78; >.971 >.>2>; 2>.;;

1>> >.2;21 >.2?88 >.>21 22.?;

#*S'OS*DAD DEL A+A ( EL A*RE A 1 ATM DE PRES*ONA@UA AI"E

SUBSTANCIA T(ºC) µ (cP)

(C2H5)2O 20 0.245

C6H6 20 0.647Br 2 26 0.946

C2H5OH 20 1.194

Hg 20 1.547

H2SO4 25 19.15

Glicri!" 20 1069

VISCOSIDAD DE ALGUNOS LIQUIDOS A 1

ATM DE PRESION

ρ

µ


9/23P. ?FENOMENOS DE TRANSPORTE

FL+*DOS NO-NE)TON*ANOS

η ≠ $)t* Pl3sticos de +in(am Pl3sticos de Ost-ald

B Pseudopl3sticosB !ilatantes

η 3 $)t* TiCotrópicos "eop/cticos Discoel3sticos

ty!

dy

dvxyx −=

xy

dy

d'C−


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P. 1>FENOMENOS DE TRANSPORTE

5y!

MODELO E'+A'*ON PARAMETROS

6in$7am )Pastas y

suspensiones $inas*

Ostwald -de

)aele )uspensiones

de com4usti4lesnucleares*

Eyrin$

4448 t9tt:m-3t

y! y! dy

dv

448 tm

n

py! dy

dv

m -3t

n m 8

3tdy

dv

6 arcsen7 A

y!

1 6 A8

) *

xy

dy

dv x −


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ty!

MODELO E'+A'*ON PARAMETROS

Ellis)&ar4oCiMetil&elulosa en a(ua*

y! y! !

dy

dv tt ; de metanolen eCano6...*

y!

S y!

!

dy

dv t

tt<

m-m

> 24

/?1

1

S tmm> 88 4

xy

dy

dv x


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FL+*DOS NO-NE)TON*ANOS)"/(imen noestacionario*


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MED*DA E@PER*MENTAL DE LA #*S'OS*DAD

a$en-

Poiseuille0

#iscos%metro de B""ler

#iscos%metro deOstwald

#iscos%metro de "lato y cono

#iscos%metro de cilindros concCntricos

#iscos%metros de En$ler8 Ford y Sayold

2

D

u L16 P

µ ∆ =

K t t / 1~u

h g P =⇒=

ρ µ ρ ∆

u r g v g v

F F F F

BBBB

F R P i

µ

6)()(

0

K t B=ρ

µ

)(


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#*S'OS*DAD DE ASES

a

y

C

l

TEOR*A '*NET*'A0B @as Puro.

B Es$eras )m6 d* sin interacciones.B n mol/culas G 'olumen pe0ueHo.

m

ET u

"3 u n , G

1n d 22

1"

3l

EPA"A&ION ENT"E &APA: l3H

2a

PE"FI# !E DE#O&I!A! #INEA#:

dy

du u u

dy du u u

! y ! a y !

! y ! a y !

l


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MODIFICACION DE CHAPMAN-ENSKOG

POTEN'*AL DE LENNARD-IONES0

r

ε

mrσ

ϕ)r*

>

S+6ST*T+(ENDO:

dy

du u mn ! y! l-3t

H1

LE( DE NE)TON:

dy du !

y! m-3t22HH

2

H1

d

mET

u mn

"3

l3m

dr

dF ϕ −=

σ

σ

ε

612

4)(r r

r

JK 6LT 6(GmBsN

OK MT 1>2.99?N

N2

9

===

= −


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17/23



18/23

P. 1;FENOMENOS DE TRANSPORTE

METODO DE CHUNG t l (198 198"#


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P. 1?FENOMENOS DE TRANSPORTE

FA&TO" !E AO&IA&ION&OMPUETO L &OMPUETO L

Metanol >.217 nPentanol >.122Etanol >.17 neCanol >.118nPropanol >.18

neptanol >.1>?

iPropanol >.18 Acido ac/tico >.>?19n+utanol >.12 A(ua >.>9i+utanol >.12

METODO DE CHUNG et al. (198! 198"#

Inte(ral de colisión:

Factor F c :

Momento di polar adimensional:

GmolcmD6LT 6(GmolM6NPN6OD

)MT*F8>.:;7N cN

2Gc

1G2c =====

crrQ

T 2.8:;:T >.::2>>.18;:8QN

TGT T 6T 1.27?T

e2.191:;

e>.728;:

T 1.19187O QQ

==

++=

Rd>.>7?>7S>.2:791F 8rc ++−=

m&1>Q.798d41

LT 6molcmD6d4d

T D

d11.d

>

cc

1G2cc

r

⋅=

===

=

−

INF#UEN&IA !E #A P"EION


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P. 2>FENOMENOS DE TRANSPORTE

INF#UEN&IA !E #A P"EION

&I#! AN#E

DI&OI!A! &"ITI&A:

TEMPE"ATU"A "E!U&I!A1

>.7

>2 8 7 9 ;>

@A !ENO

@A !I#UI!O

1.>

E""O" V 1

E""O" W 1

LT

atmP

NPN

T PM:.:>N

c

c

c

1G9c

2Gc

1G2c

=

=

=

= −


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ME,'LAS DEASES

E'+A'*ON DE )*LE

D*ARAMA ENERAL*,ADO

'ONSTANTESPSE+DO'R*T*'AS0

21G8

i

5

1G2

5

i

1G2

5

ii5

n

1i

n

1 5i5 5

iime,cla

MM

NN1

MM1

;1

C

NCN

+

+=

=

−

=

=

∑∑

ϕ

ϕ

∑∑

∑

=

=

=

=

=

=

n

1iciic

n

1iciic

n

1iciic

NCNX

T CTX

PCPX


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#*S'OS*DAD DE L*J+*DOS

MODELO DE E(R*N

METODO DE ORR* (ER6AR

R+PO A 6

Atomos de carono

1

- K. < 4.21 n/ 2 < n

-4.1 H

-1.24 G44

Dole enlaceAnillo de cinco miemrosAnillo de seis miemrosAnillo aromticoSustitucin en ortoSustitucin en metaSustitucin en "ara'loro6romo*odoO'OOO9'3O'OO

4.2G4.14-4.G

4-4.124.4-4.41-4.K1-1.2-1.-H.44-1.44-4.H-4.4-4.4

-4H22424144-HG-224HKG441K44G241G4H44

1 n 3 atomos de carono no considerados en otros $ru"os.

GT .;T A 4eD

N =

LT

(GcmY

cPN

T +

AMY

Nln

#

#

#

#

=

=

=

+=


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*NFL+EN'*A DE LA TEMPERAT+RA

E'+A'*ON DE ANDRADE

ln =

1GT 1G>.T c

T

6 A

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