practica 5

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE
BIOTECNOLOGIA

ANTOLOGÍA DE LA ASIGNATURA

FENÓMENOS DE TRANSPORTE

ELABORADO POR:
M. EN C. MARÍA GUADALUPE ORDORICA MORALES

2008

Instituto Politécnico Nacional
Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología

Fenómenos
Fenómenos de Transporte

CONTENIDO
I.

Introducción y conceptos básicos.1.1 Panorama general de los fenómenos de transporte en la bioingeniería
1.2 Sistemas de unidades
1.3 Conversiones
1.4 Conceptos básicos de física y matemáticas
1.5 Ley de Newton de la viscosidad
1.6 Fluidos no Newtonianos
1.7 Viscosidad: Estimaciones

II. Transferencia de cantidad de movimiento.
2.1 Balances de cantidad de movimiento
2.2 Flujo de una película descendente.
2.3 Flujo através de un tubo circular
2.4 Flujo a través de un espacio anular
2.5 Flujo reptante alrededor de una esfera sólida
2.6 Ecuaciones de variación
2.7 Ecuación de continuidad
2.8 Ecuación de cantidad de movimiento
2.9 Ecuaciones de variación en coordenadas curvilíneas
2.10 Análisis dimensional de las ecuaciones de variación
2.11 Uso de las ecuaciones de variación
2.12 Factores de fricción.III. Transferencia de energía.
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14

Ley de Fourier de la conducción de calor
Conductividad térmica: Estimaciones
Balances de energía
Conducción con disipación térmica
Conducción con reacción química
Conducción en paredes compuestas
Conducción en una aleta de enfriamiento
Convección forzada
Convección libre
Ecuacionesde variación
Ecuaciones de energía
Ecuaciones de variación en coordenadas curvilíneas
Uso de las ecuaciones de variación
Coeficientes de transmisión de calor

IV. Transferencia de materia
4.1
4.2
4.3
4.4

Ley de Fick de la difusión binaria
Difusividad: Estimaciones
Balances de materia
Difusión a través de una película de gas estancada

4.5
4.6
4.7
4.8
4.9

Difusión a unapelícula líquida descendente
Ecuaciones de variación
Ecuación de continuidad para sistema multicomponente
Uso de las ecuaciones de variación
Coeficiente de transferencia de masa
M. en C. María Guadalupe Ordorica Morales

Instituto Politécnico Nacional
Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología

Fenómenos
Fenómenos de Transporte

CONCEPTOS
BÁSICOS

M. en C. MaríaGuadalupe Ordorica Morales

Instituto Politécnico Nacional
Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología

Fenómenos
Fenómenos de Transporte

I Conceptos Básicos
Termodinámica: Forma de aprovechamiento energético de las sustancias, generación de
nuevas formas de energía y transferencia de materia.
La termodinámica es la ciencia donde se tratan temas que relacionan los sistemastermodinámicos con sus alrededores. De esta relación se desprenden la forma de
aprovechamiento energético de las sustancias, la generación de nuevas formas de
energía y la transferencia de materia para crear orden o desorden.
Donde el sistema esta caracterizado por sus variables termodinámicas las cuales
describen el estado del sistema:
•
•
•

Presión
Volumen
Temperatura

Pabs = Pmanometrica+ Patmosferica
0> Pmanometrica
Patm > 0

Un sistema termodinámico es una colección de materia que ocupa una región en el
espacio sobre el cual se enfoca la atención para su estudio y análisis. Se define los
alrededores del sistema como aquella porción de materia que ocupa la región del espacio
que está fuera del sistema seleccionado. La superficie que separa el sistema de sus
alrededoresse denomina frontera del sistema y a través de ésta se realiza la transferencia
de energía, materia y/o cantidad de movimiento.

SISTEMA

Transferencia
de masa,
energía o
momento.

Frontera

Fig
Fig 1.1 Esquema representativo de un sistema
Existen 3 clases de sistema (ver figura 1.2).
Sistemas Aislados: los cuales no pueden intercambiar ni energía ni materia con
el entorno. Sin...