Fenomenos De Transportte

Fenómenos de Transporte.Licenciatura en Ciencia y Tecnología de Alimentos Licenciatura en Ciencia y Tecnología Ambiental Licenciatura en Biotecnología y Biología Molecular

FENOMENOS DE TRANSPORTE INTRODUCCIÓN Objetivos: -el estudio de los fenómenos de transporte sigue al estudio de la termodinámica. -la termodinámica “mira” a un sistema en equilibrio. -los fenómenos de transporte “miran” a unsistema que se ha apartado del equilibrio y tratan de cuantificar el flujo de propiedades del sistema (energía, concentración de especies) que surge para tratar que el sistema vuelva a su condición de equilibrio. Las propiedades fundamentales que se pueden transportar son tres: -Cantidad de Movimiento -Cantidad de Energía -Cantidad de Materia El transporte puede ocurrir en el seno de fluidos oentre un fluido y un sólido. Por ejemplo: -1) un fluido que circula a través de un conducto disipa energía por rozamiento lo que se traduce en un transporte de cantidad de movimiento entre las regiones con distinta velocidad. -2) un sistema con regiones a distintas temperaturas (diferentes concentraciones de energía) transporta energía desde la región mas caliente hacia la mas fría. -3) una mezcla dedos o mas componentes con regiones con diferentes concentraciones transporta materia desde la zona mas concentrada hacia la menos concentrada. Porque es necesario estudiar los Fenómenos de Transporte? En Biotecnología permite: -proyectar la mejora en el desempeño de los sistemas de agitación de bioreactores -diseñar correctamente sistema de esterilización y pasteurización -estimar tamaños debioreactores En Tecnología de Alimentos permite: -estimar tiempos de cocción.

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-estimar tamaños de lechos de secado de legumbres -estudiar procesos de congelación y descongelación En Medio Ambiente permite: -predecircontaminaciones estudiando las corrientes atmosféricas. -diseñar equipos que permitan la purificación de distintas corrientes de fluido. TRANSFERENCIA DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO -Se estudiará el movimiento de los fluidos y las fuerzas que lo producen. -Exceptuando las fuerzas que actúan a distancia (campo gravitatorio, campo eléctrico) las fuerzas que actúan sobre un fluido: presión y esfuerzo cortanteprovienen de una transferencia microscópica (molecular) de cantidad de movimiento. -Por lo tanto, se deducirán las ecuaciones que vinculen dicha transferencia de cantidad de movimiento con las fuerzas que la generan. -Existen tres métodos para hacerlo: -Microscópico -Macroscópico -Similitud
Objetivo: encontrar ecuaciones que vinculan fuerzas y transferencia de cantidad de movimiento en fluidosMétodos

Balances Microscópicos

Balances Macroscópicos

Similitud

-No es necesario realizar experiencias -Brindan información punto a punto del sistema -Las ecuaciones son matemáticamente complejas

-Es necesario realizar experiencias
-Brindan información de la entrada y salida al sistema -Las ecuaciones son matemáticamente sencillas

-Es necesario realizar experiencias -Brindaninformación global del sistema -Las ecuaciones son matemáticamente sencillas

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DISEÑO POR BALANCES MICROSCÓPICOS CONCEPTOS Y DEFINICIONES Definición de fluido: -Es una sustancia que se deforma continuamente bajo laaplicación de un esfuerzo cortante. El ángulo de deformación θ posee una velocidad de aumento proporcional a la magnitud del esfuerzo aplicado. En esta situación se dice que la sustancia fluye. -Un cuerpo elástico o un sólido sólo se deforman hasta un cierto ángulo θ proporcional al esfuerzo cortante aplicado.

Cuerpo Elástico θ θ

t =0

t = t1

t = t∞

Fluido θ3

θ2 θ1

t =0

t = t1...