Mecanismos de tranferencia

Enrique Alaniz Tolosa

Que es un fluido? O a un tipo de medio continuo formado

por alguna sustancia entre cuyas moléculas sólo hay una fuerza de atracción débil. Un fluido es un conjunto de partículas que se mantienen unidas entre si por fuerzas cohesivas débiles y las paredes de un recipiente; el término engloba a los líquidos y los gases.

Que es un flujo? O La conservación de la masa de fluido

a través de dos secciones de un conducto o tubo de corriente establece que: la masa que entra es igual a la masa que sale.

Que tipo de flujos hay? O Se dividen en dos clases de grupos:

compresible e incompresibles

Un fluido compresibleO Todos los fluidos son compresibles,

incluyendo los líquidos. Cuando estos cambios de volumen son demasiado grandes se opta por considerar el flujo como compresible (que muestran una variación significativa de la densidad como resultado de fluir), esto sucede cuando la velocidad del flujo es cercano a la velocidad del sonido. La compresibilidad de un flujo es básicamente una medida en el cambio de la densidad

Fluido incompresible O En mecánica de fluidos, un flujo se clasifica en

compresible e incompresible, dependiendo del nivel de variación de la densidad del fluido durante ese flujo. La incompresibilidad es una aproximación y se dice que el flujo es incompresible si la densidad permanece aproximadamente constante a lo largo de todo el flujo. Por lo tanto, el volumen de todas las porciones del fluido permanece inalterado sobre el curso de su movimiento cuando el flujo o el fluido es incompresible. En esencia, las densidades de los líquidos son constantes y así el flujo de ellos es típicamente incompresible. Un fluido incompresible es cualquier fluido cuya densidad siempre permanece constante con el tiempo, y tiene la capacidad de oponerse a la compresión del mismo bajo cualquier condición.

O Un fluido incompresible es cualquier fluido cuya densidad siempre permanece constante con el tiempo, y tiene la capacidad de oponerse a la compresión del mismo bajo cualquier condición.

Flujo turbulentoO Este tipo de flujo es el que mas se

presenta en la practica de ingeniería. En este tipo de flujo las partículas del fluido se mueven en trayectorias muy irregulares sin seguir un orden establecido, ocasionando la transferencia de cantidad de movimiento de una porción de fluido a otra, de modo similar a la transferencia de cantidad de movimiento molecular pero a una escala mayor.

O En este tipo de flujo, las partículas del fluido pueden tener tamaños que van desde muy pequeñas, del orden de unos cuantos millares de moléculas, hasta las muy grandes, del orden de millares de pies cúbicos en un gran remolino dentro de un río o en una ráfaga de viento.

Factores que hacen que un flujo se torne turbulento:

O La alta rugosidad superficial de la superficie de contacto con el flujo, sobre todo cerca del borde de ataque y a altas velocidades, irrumpe en la zona laminar de flujo y lo vuelve turbulento.

O Alta turbulencia en el flujo de entrada. En particular para pruebas en túneles de viento, hace que los resultados nunca sean iguales entre dos túneles diferentes.

O Gradientes de presión adversos como los que se generan en cuerpos gruesos, penetran por atrás el flujo y a medida que se desplazan hacia delante lo "arrancan".

O Calentamiento de la superficie por el fluido, asociado y derivado del concepto de entropía, si la superficie de contacto está muy caliente, transmitirá esa energía al fluido y si esta transferencia es lo suficientemente grande se pasará a flujo turbulento.

Flujo laminarO Se caracteriza porque el movimiento

de las partículas del fluido se produce siguiendo trayectorias bastante regulares, separadas y perfectamente definidas dando la impresión de que se tratara de laminas o capas mas o menos paralelas entre si, las cuales se deslizan suavemente unas sobre otras, sin que exista mezcla macroscópica o intercambio transversal entre ellas.

FLUJO ESTACIONARIOO Se da este tipo de flujo cuando las

variables que lo caracterizan son constantes en el tiempo. Como en un flujo estacionario la velocidad en un punto es constante en el tiempo, todas las partículas del fluido que llegan a un determinado punto seguirán moviéndose a lo largo de la línea de corriente que pasa por ese punto

Flujo no estacionarioO Los flujos, en los que los regímenes deO flujo varían con el tiempo en un punto deO observación, se denominan flujos no

estacionarios. La única excepción son modificaciones

O provocadas por turbulencias. EnO los flujos con superficie abierta, un flujo noO estacionario se puede reconocer a travésO de la variación del nivel de agua con elO tiempo.

Reologia O es la parte de la física que estudia la

relación entre el esfuerzo y la deformación en los materiales que son capaces de fluir. La reología es una parte de la mecánica de medios continuos. Una de las metas más importantes en reología es encontrar ecuaciones constitutivas para modelar el comportamiento de los materiales. Dichas ecuaciones son en general de carácter tensorial.

Clasificación de los fluidos

O NewtonianoO No newtoniano

Newtoniano

O Desde el punto de vista de la reología, los fluidos más sencillos son los newtonianos,

O llamados así porque su comportamiento sigue la ley de Newton: “El esfuerzo de corte es

O proporcional al gradiente de velocidad o velocidad de corte”

No newtoniano

O Los fluidos no newtonianos son aquellos en los que la relación entre esfuerzo

O cortante y la velocidad de deformación no es lineal. Estos fluidos a su vez se

O diferencian en dependientes e independientes del tiempo.

concentracion de masa molar O La transferencia de masa cambia la

composición de soluciones y mezclas mediante métodos que no implican necesariamente reacciones químicas y se caracteriza por transferir una sustancia a través de otra u otras a escala molecular.

O La masa puede transferirse por medio del movimiento molecular fortuito en los fluidos ( movimiento individual de las moléculas ), debido a una diferencia de concentraciones. La difusión molecular puede ocurrir en sistemas de fluidos estancados o en fluidos que se están moviendo.

Fraccion molar O La fracción másica de soluto se

define como el cociente entre la masa de soluto y la masa total de una disolucion. Para la fracción molar se cumplen las mismas propiedades que para la másica: es

O adimensional, ha de valer entre 0 y 1, y la fracción molar de todos los

O componentes de la disolución ha de sumar 1.

Calor O la energía cinética total de todos los

átomos o moléculas de una sustancia.

O En física, proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están en distinto nivel energético. El calor se transfiere mediante convección, radiación o conducción. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre los otros dos.

Resistencia Térmica y Conductancia Térmica

O La Resistencia térmica(R) y la Conductancia térmica (C) de los materiales son recíprocas una con otra y pueden derivarse de la conductividad térmica (k) y el grosor de los materiales. El TCiMR de C-Therm mide la conductividad térmica y, por lo tanto, prepara el camino para determinar la resistencia térmica y la conductancia térmica.

Conductividad TérmicaO La conductividad térmica es el

tiempo que emplea el flujo de calor en estado estable al atravesar una unidad de área de un material homogéneo inducido por una unidad de gradiente de temperatura en una dirección perpendicular a esa unidad de área, W/m⋅K.

mecanismo de transferencia

O Un mecanismo de transferencia o sistema de transferencia es un sistema de alimentación y retirada de automatizadas. Son ampliamente utilizadas en sistemas de producción en cadena altamente automatizados con flexibilidad limitada.

Masa O La transferencia de masa cambia la composición

de soluciones y mezclas mediante métodos que no implican necesariamente reacciones químicas y se caracteriza por transferir una sustancia a través de otra u otras a escala molecular. Cuando se ponen en contacto dos fases que tienen diferente composición, la sustancia que se difunde abandona un lugar de una región de alta concentración y pasa a un lugar de baja concentracion. El proceso de transferencia molecular de masa, al igual que la transferencia de calor y de momentum están caracterizados por el mismo tipo general de ecuación

Calor O Las formas mediante las cuales se

produce la transmisión de calor se considera generalmente que son tres: conducción, convección y radiación. En términos rigurosos, sin embargo, sólo la conducción y la radiación deben tomarse como tales formas, ya que tienen una diferencia de temperatura como única causa. La convección no cumple con este requisito pues en ella está implicado un proceso de transferencia de materia.

Movimiento O el tipo de movimiento que tiene el

elemento de entrada del mecanismo es diferente del tipo de movimiento que tenga el elemento de salida, es decir, el tipo de movimiento se transforma en otro distinto, de ahí el nombre de mecanismo de transformación

O Los mecanismos de transformación puede ser, a su vez, agrupados en dos grandes grupos:

Mecanismos de transformación circular-lineal: En este caso, el elemento de entrada tiene movimiento circular, mientras que el elemento de salida tiene movimiento lineal. Ejemplo: El mecanismo piñón-cremallera.

Mecanismos de transformación circular-alternativo: En este caso, el elemento de entrada tiene movimiento circular, mientras que el elemento de salida tiene movimiento alternativo. Ejemplo: El mecanismo de biela-manivela.

Bibliografias

O http://www.monografias.com/trabajos10/semi/semi.shtml

O http://ocwus.us.es/arquitectura-e-ingenieria/operaciones-basicas/contenidos1/tema7/pagina_02.htm

O http://aprendemostecnologia.org/maquinas-y-mecanismos/mecanismos-de-transformacion-del-movimiento/

O http://www.monografias.com/trabajos15/mecanica-fluidos/mecanica-fluidos.shtml

O http://www.ehu.eus/reviberpol/pdf/abr/reologia.pdf

O http://www.academia.edu/9462135/INTRODUCCI%C3%93N_A_LA_REOLOGIA_DE_ALIMENTOS

O http://www.ing.unlp.edu.ar/dquimica/paginas/catedras/iofq809/apuntes/Fluidos%20no%20newtonianos_R1.pdf