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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE
BIOTECNOLOGIA
PROBLEMARIO DE LA ASIGNATURA
FENÓMENOS DE TRANSPORTE
ELABORADO POR:
M. EN C. MARÍA GUADALUPE ORDORICA MORALES
2008
M. en C. María Guadalupe Ordorica Morales
Problemario de Fenómenos de Transporte
1. Estimación de viscosidad de un gas densoEstimar la viscosidad del nitrógeno a 68 °F y 1000 psig
N2
Pc = 33.5 atm
T = 68 F
Tc = 126.2 K
P = 1000 psig
-6
μc = 180 x10 g/cms
1000 psi
Tr
1 atm
14.6061 psi
=
T 293.15 K
2.3229
Tc
126.2 K
P
68 atm
Pr
2.029
Pc 33.5 atm
r 1.12
r
68 atm
68 32
20 C
1 .8
20 C 20 273.15 293.15 K
C
Con los valores obtenidos de Tr y Pr, seobtiene el valor de μr (Gráfico Uyehara)
r c
c
g
g
4
1.12180 10 6
2.016 10
cm s
cm s
2.016 x10-4
g
cm s
1 lbm
0.453593 kg
1 kg
1000 g
1 cm
0.0328 ft
=
1.355 x10-5
lbm
ft s
2.0269 x10-5
lbm
ft s
2. Estimación de viscosidad de fluoruro de metilo (CH3F) a 370 °C y 120 atm.
CH3F
ρc = 0.300 g/cm3
M = 34g/mol
T = 370 °C = 643.15 K
Pc = 58.0 atm
Tc = 4.55 °C =277.7 K
P = 120 atm
Tr
c 7.70M 1 2 Pc 2 3Tc 1 6
c 7.70341 2 582 3 277.7 1 6
c 263.38 106 poise
T 643.15 K
2.3159
Tc
277.7 K
Pr
P 120 atm
2.206
Pc 58 atm
Con los valores obtenidos de Tr y Pr, se obtiene el valor de μr (Gráfico Uyehara)
r 1.145
r c
r
cg
g
4
1.145 263.38 10 6
3.015 10
cm s
cm s
3.015 x10-4
g
cm s
1 lbm
0.453593 kg
1 kg
1000 g
1 cm
0.0328 ft
=
M. en C. María Guadalupe Ordorica Morales
Problemario de Fenómenos de Transporte
3. Viscosidad de gases de baja densidad
Predecir la viscosidad de oxígeno molecular, nitrógeno y metano a 20 °C y a presión atmosférica,expresar los resultados en mPa·s.
Compuesto
M
T
(K)
σ
(Å)
/K
Oxígeno
Nitrógeno
Metano
32.00
28.02
16.04
293.15
293.15
293.15
3.433
3.681
3.822
113
91.5
137
O2
(K)
KT
(y)
(x)
2.5924 1.0818
3.2038 1.0217
2.1397 1.1488
N2
(poise)
(cpoise)
2.0277 x10-4
1.7475 x10-4
1.0907 x10-4
0.0202
0.0174
0.0109
CH4
KT293.15
KT 293.15
KT 293.15
2.5924
3.2536
2.1397
113
90.1
137
y y1
y y1
m 2
y y1 m x x1 y 2
x x x x1 y1
x 2 x1
2
1
MT
2.6693 10 5 2
O2
1.081 1.093
2.5934 2.50 1.093 1.0818
2.6 2.5
32293.15
2.6693 10 5
2.0277 10 4 poise
2
3.433 1.0818N2
1.014 1.022
3.2038 3.20 1.022 1.0217
3.3 3.2
2.6693 10 5
28.02 293.15
1.7475 10 4 poise
2
3.681 1.0217
CH4
1.138 1.156
2.1397 2.1 1.156 1.1488
2.2 2.1
2.6693 10 5
16.04293.15
1.0907 10 4 poise
3.8222 1.1488
M. en C. María Guadalupe Ordorica MoralesProblemario de Fenómenos de Transporte
Utilizando nomogramas para viscosidad de gases
O 2000 107 poise 0.02 centipoise
2
N 1760 10 7 poise 0.0176 centipoise
2
CH 1000 10 7 poise 0.01 centipoise
4
M. en C. María Guadalupe Ordorica Morales
Problemario de Fenómenos de Transporte
4. Flujo de una película descendente
Deducir el perfil de velocidad y la velocidadmedia, situando en el origen de coordenadas de forma
que x se mida a partir de la pared (es decir x = 0 corresponde a la pared y x = σ a la superficie libre
de la película). Demostrar que la distribución de velocidad viene dada por
x 1 x 2
cos
2
g 2
vz
Demostrar como se puede llegar a la distribución...
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