NOMBRE DE LA MATERIA: Fenómenos
de Transporte I
CÓDIGO DE LA MATERIA: IQ
503A
DEPARTAMENTO: Ingeniería
Química
CARGA TOTAL DE HORAS TEORÍA: 80 horas
TOTAL DE HORAS: 80
horas
NÚMERO DE CRÉDITOS: 11
créditos
NIVEL DE FORMACIÓN: Posgrado
TIPO DE CURSO: Curso
PRERREQUISITOS: Ninguno
OBJETIVOS GENERALES
Realizar un estudio sistemático e
integrado, en algunos casos en paralelo, de las tres áreas
clásicas de la ciencia ingenieril: transporte de momentum o mecánica de fluidos, transporte
de energía o calor, y transporte de masa o difusión.
OBJETIVOS PARTICULARES
a)
Que el
alumno comprenda los principios generales de la Mecanica de Fluidos.
b)
Que el
alumno comprenda el transporte de calor por conduccion y maneje perfectamente
la Ley de Fourier.
c)
Que el
alumno entienda el transporte convectivo de calor y lo aplique a la solucion de
problemas de transferencia de calor.
d)
Que el
alumno entienda el proceso de radiacion.
e)
Que el
alumno entienda los principios fundamentales de los intercambiadores de calor y
los aplique en la solucion de problemas.
f)
Que el
alumno entienda los principios fundamentales de la difusion de masa y los
aplique en la solucion de problemas.
g)
Que el
alumno comprenda los principios fundamentales de la transferencia de masa por
conveccion y los aplique a la solucion de problemas.
h)
Que el
alumno comprenda y aplique los desarrollos teorico-matematicos necesarios para
resolver problemas de transferencia de masa en estado estacionario, asi como
las condiciones del equipo involucrado.
CONTENIDO TEMÁTICO:
UNIDAD 1.
CONCEPTOS GENERALES Y FUND.
DE LOS FENÓMENOS DE TRANSPORTE
1.1 Motivación, conceptos
introductorios. Principios fundamentales.
1.2
Propiedades del campo de velocidad.
1.3
Distribución de presiones en un fluido.
1.4
Ecuaciones de conservación.
1.5
Propiedades de transporte.
1.6 Análisis dimensional de las
ecuaciones de cambio.
UNIDAD 2.
DISTRIBUCIONES DE VELOCIDAD.
2.1 Problemas de flujo isotérmico
en estado estacionario.
2.2
Flujo viscoso en estado no-estacionario.
2.3
Flujo no-viscoso. La función corriente.
2.4
Teoría y análisis de
la capa límite (Calor, Masa y Movimiento).
UNIDAD 3.
TRANSPORTE EN FLUJO TURBULENTO
3.1 Las ecuaciones de cambio promediadas
en el tiempo .
3.2
Expresiones semi-empíricas para las tensiones de Reynolds.
3.3
Distribuciones de velocidad.
3.4
Teoría del flujo turbulento.
UNIDAD 4.
BALANCES MACROSCÓPICOS
4.1
Ecuación de Bernoulli.
4.2
Estimación del factor de fricción.
4.3
Uso de los balances macroscópicos.
UNIDAD 5.
DISIPACIÓN VISCOSA EN LA MECÁNICA
DE FLUIDOS
5.1 Relación entre
generación de entropía y disipación viscosa.
5.2
El régimen laminar.
5.3
El régimen turbulento.
UNIDAD 6.
TÓPICOS ESPECIALES
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA
Transport Phenomena, Bird, R., B., Stewart, W., E., and Lightfoot, E., N., Second Edition, Wiley 2001.
Analysis of Transport Phenomena, Deen, W., M., Oxford University Press, 1998.
Viscous Fluid Flow, White, F., M., Second Edition, McGraw-Hill, 1991.
Fluid Mechanics, White, F., M., Fourth Edition, McGraw-Hill, 1999.
Computational Fluid Mechanics and Heat Transfer, Anderson, D., A., Tannehill, J., C., and Pletcher, R., H., ., Second Edition, McGraw-Hill, 1997.
Principles of Non-Newtonian Fluid Mechanics, Astarita, G., and Marrucci, G., McGraw-Hill, 1974.
BIBLIOGRAFÍA
COMPLEMENTARIA
Transport Phenomena, Brodkey, R., S., and Hershey, H., C., McGraw-Hill, 1988.
Boundary Layer Theory, Schlichting, H., Seventh Edition, McGraw-Hill, 1979.
Vectors, Tensors, and the Basic Equations of Fluid Mechanics, Aris, R., Prentice-Hall, 1962.
Non-Newtonian Flow and Heat Transfer, Skelland, A.,H.,P., Wiley, 1967.