Fenómenos de Transporte

Docente:

Dra. Zaritzky de Ghener, Noemí Elisabet

Contenido:

Fluidodinámica: Fluidos. Esfuerzos en un fluido en reposo. Concepto de presión Ecuación de la fluidostática. Esfuerzos en un fluido en movimiento. Reología. Viscosidad. Fluidos newtonianos y no newtonianos. Fluidos viscoelásticos. Ecuaciones diferenciales de continuidad y Cantidad de Movimiento. Ecuación de Navier Stokes. Obtención de perfiles de velocidad y esfuerzos en sistemas de geometría sencilla. Concepto de flujo reptante y flujo invíscido. Capa límite. Turbulencia.

Diseño por similitud. Adimensionalización  de las ecuaciones  de continuidad y de movimiento. Números adimensionales.

Diseño por balances macroscópicos. Balances macroscópicos de materia y cantidad de movimiento. Factor de fricción en conductos, en objetos sumergidos y en lechos rellenos.

Balance macroscópico de energía mecánica. Pérdidas por fricción en conductos y accesorios. Medidores de caudal. Potencia de bombeo.

Transferencia de energía

Conducción. Ley de Fourier.

Propiedades termofísicas. Conductividad térmica, Balance microscópico de energía interna. Conducción estacionaria y no estacionaria. Transferencia de energía en paredes simples y compuestas en geometría plana y cilíndrica.

Transferencia de energía en estado no estacionario. Medio semi-infinito. Sistemas finitos sin y con efecto extremos.

Transferencia de energía en más de una dirección. Regla de Newman. Aplicaciones al enfriamiento y calentamiento de alimentos.

Diseño por similitud.

Adimensionalización de las ecuaciones diferenciales.

Diseño por balances macroscópicos.

Coeficientes de transferencia calórica. Correlaciones. Intercambiadores de calor. Aplicación en los casos de esterilización continua.

Conceptos de radiación térmica.

Transferencia de Materia

Ley de Fick. Difusión Predicción de coeficientes de difusión de gases líquidos, sólidos.

Medios porosos. Permeabilidad en membranas: Aplicaciones; Difusión de gases en membranas poliméricas y de preservadores químicos en alimentos.

Adimensionalización de ecuaciones.

Balances Macroscópico de materia para un componente. Modelos de mezclado en tanques agitados.

Coeficientes de transferencia de materia en una y en dos fases.

Aplicación al diseño de columnas absorbedoras.

Transferencia simultánea de calor y materia. Psicrometría. Secado.

 

CLASES DE SEMINARIOS Y LABARATORIOS

TRANSFERENCIA DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO

Seminario Nro. 1: Ejercitación con sistemas de unidades. Fluidoestática.

Predicción de viscosidades.

Laboratorio: medición de propiedades reológicas en viscosímetro Rotacional y propiedades viscoelásticas en reómetro oscilatorio.

Seminario Nro. 2: Balance Microscópico de cantidad de Movimiento.

Planteo de las ecuaciones diferenciales en distintos sistemas de flujo.

Seminario Nro. 3: Resolución de las ecuaciones diferenciales.

Obtención de perfiles de velocidad y esfuerzos de corte en fluidos newtonianos y no newtonianos.

Seminario Nro. 4: Diseño por similitud. Balance macroscópico de materia.

Seminario Nro. 5: Balance macroscópico de materia y cantidad de movimiento.

Seminario Nro. 6: Factor de fricción en conductos. Fluidos newtonianos. Cálculo de la pérdida de carga, caudal circulante y diámetro de cañería. Factor de fricción en objetos sumergidos. Lechos rellenos.

Seminario Nro. 7: Balance macroscópico de energía mecánica. Placa de orificio. Tubo de Ventura.

TRANSFERENCIA DE ENERGIA

Seminario Nro. 8: Balance microscópico de energía. Conducción estacionaria en paredes planas compuestas. Aislación de un horno. Conducción en pared cilíndrica: radio crítico.

Seminario Nro. 9: Conducción no estacionaria: Medio semi-infinito. Sistemas finitos sin efecto de extremos. Transferencia bi y tridimensional. Regla de Newman. Aplicaciones a la esterilización de alimentos envasados.

Seminario Nro.10: Diseño por similitud.

Seminario Nro. 11: Balance macroscópico de energía. Coeficiente de transferencia en conductos y alrededor de objetos sumergidos. Intercambiador de calor de tubo y camisa. Aplicaciones a la esterilización continua de alimentos fuera de los envases.

TRANSFERENCIA DE MATERIA

Seminario Nro. 12: Predicción de difusividades en gases y líquidos. Difusión a través de un gas estancado. Difusión con reacción química heterogénea.

Seminario Nro. 13: Difusión en estado no estacionario.

Seminario Nro.14: Balance macroscópico de materia y energía.

Seminario Nro. 15: Diseño de una columna de absorción. Transferencia simultánea de energía y materia. Psicrometría.

BIBLIOGRAFIA

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