NOMBRE: FENÓMENOS DE TRANSPORTE.
CLAVE: O
CICLO: 2-3 SEMESTRE
PERFIL DEL DOCENTE: DOCTOR EN INGENIERÍA, DOCTOR EN CIENCIAS
HRS./SEM.: 4 (4 hrs. en el Aula)
Objetivo: Que el estudiante
adquiera el conocimiento necesario sobre los fenómenos de transporte principalmente
de masa y calor así como las leyes de conservación que le permitan establecer
modelos simples en los sistemas físicos
y biológicos. El transporte de momento se trata someramente ya que corresponde
propiamente a la dinámica de fluidos.
1. Introducción. Hipótesis del continuo. Teoría molecular del
trasporte. Difusión, convección y radiación. Leyes de conservación y balance.
Fuerzas y flujos generalizados. Ecuación de transporte. Ecuaciones
adimensionales.
2. Transporte de momentum. Fluidos. Flujos laminares. Viscosidad de un
fluido. Efectos de la temperatura y presión. Ley de Newton. Balance de momento
entre capas. Perfil de velocidad. Flujo a través de obstáculos. Ecuación de
continuidad. Ecuación de movimiento. Ecuación para la energía y el momento
angular. Derivada sustancial. Análisis dimensional de las ecuaciones. Problema
numérico: flujo laminar inestable en un tubo circular.
3. Transporte de calor. Ley de Fourier. Conductividad térmica.
Dependencia de la temperatura y presión. Balance de energía. Conducción de
calor estacionaria. Paredes cilíndricas y esferas. Distribuciones de
temperatura. Conducción de calor no estacionaria. Transferencia de calor en un
medio finito. Transferencia de calor por convección en cilindros. Transferencia
de calor por convección alrededor de obstáculos. Transferencia de calor durante
condensación y ebullición. Problema numérico: transferencia de calor en un
impulsor circular.
4. Transporte de masa. Ley de Fick. Coeficiente de difusión.
Dependencia de la temperatura y presión. Balance de masa. Difusión
estacionaria. Distribuciones de concentración. Transferencia de masa con
convección forzada. Transferencia de masa en flujos laminares y turbulentos.
Transferencia de masa con reacciones químicas homogéneas. Difusión en suspensiones y polímeros. Absorción de gases. Evaporación
de líquidos. Transporte de masa y calor simultáneo: secado. Problema numérico:
transferencia de masa con convección y difusión simultánea.
Bibliografía:
[1] R.
Byron Bird, Warren E. Stewart and Edwin N. Lightfoot, Transport Phenomena,
John Wiley & Sons, 2002.
[2] The Staff of REA, The Transport Phenomena Problem Solver, Research and Education Association, 1991.
[3] W. J. Thompson, Introduction to Transport Phenomena, Prentice Hall, 2000.
[3] J. Bear and Y. Bachmat, Introduction
to Modeling of Transport Phenomena in Porous Media, Kluwer Academic
Publishers, 1991.
Técnicas de enseñanza
sugeridas
|
Exposición
oral |
( |
X |
) |
|
Exposición
audiovisual |
( |
X |
) |
|
Ejercicios
dentro de clase |
( |
X |
) |
|
Seminarios |
( |
X |
) |
|
Lecturas
obligatorias |
( |
|
) |
|
Trabajos
de investigación |
( |
|
) |
|
Prácticas
en taller o laboratorio |
( |
|
) |
|
Prácticas
de campo |
( |
|
) |
|
Otras:
|
( |
|
) |
Elementos de
evaluación sugeridos
|
Exámenes
parciales |
( |
X |
) |
|
Exámenes
finales |
( |
X |
) |
|
Trabajos
y tareas fuera del aula |
( |
X |
) |
|
Participación
en clase |
( |
X |
) |
|
Asistencia
a prácticas |
( |
|
) |
|
Otras: |
( |
|
) |
Metodología: Habrá exposiciones por parte del
profesor utilizando tanto el pizarrón como acetatos, diapositivas, cañón o
videos. También los alumnos participarán en la exposición de temas que el
profesor considere pertinentes. En todo caso se promoverá la discusión y
participación de los estudiantes.
Libros de texto: Refs. [1], [2] y [3] .
Lecturas obligatorias se recomiendan:
Evaluación:
Se evaluará con un porcentaje de
ponderación del 50% de los exámenes parciales, el 10% de un examen final, el
20% de los trabajos y tareas, el 10% de la participación en clase, y el 10% del
reporte de las lecturas obligatorias. Todos estos elementos deberán retroalimentar la práctica docente para
mejorar la eficiencia y disminuir la reprobación.