Fudnamentos de fenómenos de transporte

FUNDAMENTOS DE FENOMENOS DE TRANSPORTE
I. ESFUERZO CORTANTE Y FLUIDO NEWTONIANO
1.- Para una disolución de metilcelulosa a 18ºC, se han obtenido los siguientes
datos del esfuerzo cortante frente al gradiente de velocidades:
80
70
60
τ (N/m2)
50
40
30
20
10
0
0
50
100
150
200
250
300
dv/dx
¿Presenta un comportamiento reológico acorde con
algún modelo sencillo? Calcula, si así fuera, los
parámetros del modelo.
Es un fluido tipo Ostwald-de Waele (pseudoplastico) y
su modelo reologico es
.𝜏𝑦𝑥 = −𝑚 |
𝑑𝑣𝑥 𝑛−1 𝑑𝑣𝑥
𝑑𝑦
|
𝑑𝑦
2. De forma general, ¿cómo varía la viscosidad de gases y líquidos al aumentar la
temperatura?
La viscosidad de los líquidos disminuye con respecto al aumento de
temperatura, en el caso de los gases su viscosidad aumenta si su
densidad es baja. Las razones se explican en la teoría cinética molecular.
3. ¿Cual es el valor aproximado y las unidades de la viscosidad del agua a presión
y temperatura ambientes, en unidades del Sistema Internacional?
N ∗ s/𝑚2
.001 pa*s
Kg/(m ∗ s)
4.- ¿Cuál o cuáles son los significados físicos del esfuerzo cortante yx?
Es la deformación de la partícula y sus significados físicos son; la
fuerza de cizalla por unidad de área, la cual es proporcional al negativo
de la velocidad y se define como.
𝜏𝑦𝑥 = −𝜇
𝑑𝑣𝑥
𝑑𝑦
5.- ¿Cómo se denominan los fluidos cuya viscosidad, al aplicar un esfuerzo,
disminuye con el tiempo?
Tixotropicos
6.- Un fluido compresible circula por una conducción horizontal de sección
constante en régimen isotérmico. ¿Cómo varían la presión y la velocidad en el
sentido de avance del flujo?
Aumenta 
Disminuye 
No varía 
Velocidad: Aumenta 
Disminuye 
No varía 
Presión:
7.- ¿A qué se debe el transporte turbulento de cantidad de movimiento? ¿Que
condiciones han de darse para que tenga lugar?
Al tamaño de los remolinos respecto al de las moléculas del fluido y se
requieren remolinos, baja viscosidad, altas velocidades y que no sea
estacionario
8.- ¿Qué se entiende por convección natural y convección forzada?

Convección natural: En la convección natural el flujo resulta
solamente de la diferencia de temperaturas del fluido en presencia
de la fuerza gravitacional, puesto que la densidad del fluido
disminuye con el incremento de temperatura

Convección forzada: En la convección forzada se obliga al fluido
a fluir mediante medios externos, como un ventilador o una bomba.
9.- ¿Qué técnicas experimentales se conocen para determinar la viscosidad
de un gas? Describa.

Viscosímetro höppler

Viscosímetro capilar para gases
10.- Indicar si, en régimen estacionario e isotérmico, son posibles o no los
siguientes perfiles de velocidad para dos líquidos inmiscibles A y B que
circulan por una rendija plana.
11.- Indicar de los siguientes fluidos cuales previsiblemente se comportarán como
newtonianos y cuales como no-newtonianos, marcando con una X la casilla
correspondiente y referencie sus respuestas.
12.- Para que exista el esfuerzo cortante τθr es necesario
13.- ¿Cómo varía la viscosidad de un fluido con la temperatura?
La viscosidad de los líquidos disminuye con respecto al aumento de
temperatura, en el caso de los gases su viscosidad aumenta si su
densidad es baja. Las razones se explican en la teoría cinética molecular.
Aunque la pregunta esta repetida, es igual al inciso 2.
14.- ¿Qué se entiende por FLUIDO IDEAL en la teoría del flujo potencial?
Se llama fluido ideal, a un fluido de viscosidad nula, incompresible y
Deformable cuando es sometido a tensiones cortantes por muy pequeñas
que éstas sean.
15.- ¿Qué tipos de viscosímetro podrían utilizarse para caracterizar el
comportamiento de un fluido no-newtoniano?

Viscosímetro rotacional Brookfield
16.- Indique con qué técnica experimental mediría la viscosidad de cada uno de los
siguientes fluidos, en las condiciones indicadas en cada caso. Para esto es necesario
investigar los tipos de viscosímetros y sus condiciones de operación, debe justificar
su respuesta.
17.- ¿Cómo se define la viscosidad cinemática y cuáles son sus unidades en el
sistema S.I.)?
Se define como la viscosidad del fluido dividido entre su densidad.
Su fórmula es:
𝑣 = 𝜇/𝜌
Sus unidades son:
𝜏𝑦𝑥 [=]𝑁 ∗ 𝑚−2
𝑣𝑥 [=]𝑚 ∗ 𝑠1
𝑦[=]𝑚
18.- ¿Cuál es la forma de la ecuación de continuidad de masa para fluidos
incompresibles en cualquier geometría?
La ecuación de continuidad está dada en el sistema rectangular por:
Para un fluido incompresible, que es la situación más común en la capa
límite, se tiene:
19.- Describa el significado de cada uno de los términos que constituyen la
ecuación de continuidad de cantidad de movimiento

Velocidad de entrada de cantidad de movimiento
(𝝆𝒗𝒙 𝒗𝒙 )𝒙 ∆𝒚∆𝒛 + (𝝉𝒙𝒙 )𝒙 ∆𝒚∆𝒛

Convección
Gradientes
Presión
Gravedad
Velocidad de salida de cantidad de movimiento
(𝝆𝒗𝒙 𝒗𝒙 )𝒙+∆𝒙 ∆𝒚∆𝒛 + (𝝉𝒙𝒙 )𝒙+∆𝒙 ∆𝒚∆𝒛

Suma de fuerzas que actúan en el sistema
(𝑷|−𝑷|𝒙+∆𝒙 ) ∆𝒚∆𝒛
𝝆 ∗ 𝒈𝒙 ∆𝒙∆𝒚∆𝒛

Velocidad de acumulación de cantidad de movimiento
𝝏
(𝝆𝒗𝒙 )∆𝒙∆𝒚∆𝒛
𝝏𝒕
BIBLIOGRAFIA

http://ocw.upm.es/ingenieria-agroforestal/fisica/contenido/material-declase/Tema-7/fluidos.pdf

ttp://html.rincondelvago.com/conveccion.htm l

Stewart- E.N. Lightfood R.B. Bird- W.E.
Instituto politécnico nacional
EISQIE
FUNDAMENTOS DE FENOMENOS DE TRANSPORTE
P R O B L E M A R I-O
Profesora:
Alumno:
Grupo:
2pm1