Fenomenos De Transporte

FENOMENOS DE TRANSPORTE I – PRQ 199

PRESENTACION N. 1

FECHA: 30/08/2013

TEMA: TEORIA DE LA VISCOSIDAD DE LÍQUIDOS

OBJETIVO

Estimación de viscosidad de líquidos.

NOMENCLATURA

ΔGo: /Ñ : Barrera de energía de potencial de altura.

ΔGo ±: Energía libre de activación.

τyx: Densidad de flujo viscoso de cantidad de movimiento x y en dirección y.

Kf: Frecuencia de los saltos hacia delante.

Kb: Frecuencia de los saltos hacia atrás.

K: Constante de Boltzmann.

k: Frecuencia por molécula.

R: Constante molar de los gases.

V ̅ap: Energía de vaporización.

CP: Centipoise (Unidad de viscosidad).

dvx/dy: Gradiente de velocidad.

μ: Viscosidad.

h: Constante de Planck.

Ñ: Número de Avogadro.

T: Temperatura.

a: Longitud.

v ̅: Volumen de un mol de líquido.

GLOSARIO DE TERMINOS

Empírico: Que está basado en la experiencia y en la observación de los hechos. El conocimiento empírico es aquel basado en la experiencia, experimentación e investigación, y en último término, en la percepción, pues nos dice qué es lo que existe y cuáles son sus características, pero no nos dice que algo deba ser necesariamente así y no de otra forma; tampoco nos da verdadera universalidad. Consiste en todo lo que se sabe y que es repetido continuamente teniendo o sin tener un conocimiento científico.

Gradiente: Medida de la inclinación de una curva (con frecuencia una línea recta). Se define como la relación del cambio vertical (elevación) con respecto al cambio horizontal (recorrido) para una línea no vertical. En coordenadas Cartesianas rectangulares, el gradiente es la razón a la cual cambia la coordenada y con respecto a la coordenada x.

Interpolación: La idea de la interpolación es poder estimar f(x) para un x arbitrario, a partir de la construcción de una curva o superficie que une los puntos donde se han realizado las mediciones y cuyo valor si se conoce. Se asume que el punto arbitrario x se encuentra dentro de los límites de los puntos de medición, en caso contrario se llamaría extrapolación.

Extrapolación: extrapolación es el proceso de estimar más allá del intervalo de observación original, el valor de la variable en base a su relación con otra variable. Es similar a la interpolación. Extrapolación también puede significar extensión de un método, asumiendo que se pueden aplicar métodos similares.

Fluido No-Newtoniano: Un fluido no newtoniano es aquel fluido cuya viscosidad varía con la temperatura y la tensión cortante que se le aplica. Como resultado, un fluido no newtoniano no tiene un valor de viscosidad definido y constante, a diferencia de un fluido newtoniano.

Esfuerzo cortante: es aquella que, fijado un plano, actúa tangente al mismo. Se suele representar con la letra griega tau . En piezas prismáticas, las tensiones cortantes aparecen en caso de aplicación de un esfuerzo cortante o bien de un momento torsor.

En piezas alargadas, como vigas y pilares, el plano de referencia suele ser un paralelo a la sección transversal (i.e., uno perpendicular al eje longitudinal). A diferencia del esfuerzo normal, es más difícil de apreciar en las vigas ya que su efecto es menos evidente.

Viscosidad: es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal. En realidad todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula una aproximación bastante buena para ciertas aplicaciones. La viscosidad sólo se manifiesta en líquidos en movimiento.

Cinemática: es una rama de la física que estudia las leyes del movimiento (cambios de posición) de los cuerpos, sin tomar en cuenta las causas (fuerzas) que lo producen y se limita, esencialmente, al estudio de la trayectoria en función del tiempo. La aceleración es el ritmo con que cambia la rapidez (módulo de la velocidad). La rapidez y la aceleración son las dos principales cantidades que describen cómo cambia la posición en función del tiempo.

Fluido: es un conjunto de partículas que se mantienen unidas entre sí por fuerzas cohesivas débiles y/o las paredes de un recipiente; el término engloba a los líquidos y los gases. En el cambio de forma de un fluido la posición que toman sus moléculas varía, ante una fuerza aplicada sobre ellos, pues justamente fluyen. Los líquidos toman la forma del recipiente que los aloja, manteniendo su propio volumen, mientras que los gases carecen tanto de volumen como de forma propios. Las moléculas no cohesionadas se deslizan en los líquidos, y se mueven con libertad en los gases. Los fluidos están conformados por los líquidos y los gases, siendo los segundos mucho menos viscosos (casi fluidos ideales).

Molecula: es la partícula más pequeña que presenta todas las propiedades físicas y químicas de una sustancia, y se encuentra formada por dos o más átomos. Los átomos que forman las moléculas pueden ser iguales (como ocurre con la molécula de oxígeno, que cuenta con dos átomos de oxígeno) o distintos (la molécula de agua, por ejemplo, tiene dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno). Las moléculas se encuentran en constante movimiento, y esto se conoce como vibraciones moleculares (que pueden ser de tensión o de flexión). Sus átomos se mantienen unidos gracias a que comparten o intercambian electrones.

Número de Avogadro: es el número de entidades elementales (normalmente átomos o moléculas) en un mol de una sustancia cualquiera. El término histórico número de Avogadro fue un concepto similar al actual y ya obsoleto. Un átomo-gramo de cualquier elemento o una molécula-gramo de cualquier sustancia contiene igual número de átomos o moléculas, respectivamente, siendo precisamente ese número el factor N. El valor de N, determinado experimentalmente, es de 6,023 x 1023 y es lo que se conoce como número de Avogadro: N = 6,023 x 10 23

Esto condujo al concepto con el que se han sustituido los términos ya antiguos de molécula-gramo y de átomo-gramo: el mol.

DATOS E INFORMACION NECESARIA

TEORIA DE LA VISCOSIDAD DE LOS LIQUIDOS

Los líquidos presentan mucha mayor tendencia al flujo que los gases y, en consecuencia, tienen coeficientes de viscosidad mucho más altos. Los coeficientes de viscosidad de los gases aumentan con la temperatura, en tanto que los de la mayoría de líquidos, disminuyen. En un líquido puro en reposo, las moléculas están constantemente en movimiento, pero debido al compacto empaquetamiento, el movimiento queda reducido prácticamente a la vibración de

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