INTRODUCCIÓN
SEGÚN LA UNAM (UNIVERSIDAD AUTONOMA DE MEXICO)
Los fenómenos de transporte se
encargan de estudiar los sistemas relacionados con la transferencia de momento,
energía y materia. Partiendo de la ciencia de la reología, la cual, estudia los
procesos de flujo y deformación de la materia por efecto del corte.
SEGÚN LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
Fenómenos de transporte, es el
nombre colectivo que se da al estudio sistemático e integrado de tres áreas
clásicas de la ciencia de la Ingeniería:
1) Transporte de Energía o Calor.
2) Transporte de Masa o Difusión.
3) Transporte de Cantidad de
Movimiento o Impulso (Momentum en Inglés), o Dinámica de Fluidos.
Debido a que con frecuencia el
transporte de masa y de calor ocurren en un fluido, algunos planes de estudio
incluyen estos procesos en su tratamiento de la mecánica de fluidos. Pero el
tema es de un mayor alcance dado que también hay conducción y difusión en
sólidos.
También se diferencia de la mecánica
de fluidos en que el estudio de fenómenos de transporte utiliza las similitudes
entre las ecuaciones usadas para describir el proceso de transferencia de
calor, masa e impulso. Estas analogías, como suelen llamarse, pueden ser
relativas a similitudes en los mecanismos físicos gracias a los cuales el
transporte se verifica. Cano consecuencia, la comprensión de un proceso de
transferencia puede facilitar la comprensión de otros procesos.
Es de suma importancia señalar que la transferencia de calor hace referencia al transporte de calor de un punto a otro hasta que los cuerpos y su entorno alcancen el equilibrio térmico. Además hay que denotar que la transferencia de calor siempre ocurre desde un cuerpo más caliente a uno más frío, como resultado de la Segunda Ley de la Termodinámica. La transferencia de calor se da por conducción, convección o radiación. La conducción se produce únicamente entre sólidos y sólo ocurre si hay diferencias de temperatura entre dos partes del medio conductor. La convección se da por el intercambio de moléculas frías y calientes; se produce únicamente en líquidos y gases ya que sus átomos y moléculas son libres de moverse en el medio. La convección puede ser natural debido a la diferencia de densidades de la materia; o forzada, cuando la materia es forzada al movimiento. La radiación es independiente de la materia para su propagación; se debe a la energía emitida por la materia que se encuentra a una temperatura dada, esta se produce directamente desde la fuente hacia afuera en todas las direcciones.
ResponderBorrarEs importante tomar también en cuenta que la transferencia de masa se da por la propensión de uno o más componentes de una mezcla al trasladarse desde la zona de mayor concentración hacia la zona de menor concentración. La transferencia cesa cuando se llega al equilibrio entre las dos fases debido a que ya no existe la fuerza impulsora. Este transporte puede ocurrir por difusión debido, generalmente, a un gradiente de concentración másico( densidad o fracción másica) o molar ( concentración o fracción molar) que actúa como fuerza impulsora.
ResponderBorrarEs importante aclarar que el estudio de la reología es muy importante en la industria petrolera, sobre todo en la aplicación de diversos fluidos de perforación empleados para perforar pozos. Estos fluidos de perforación pasando en el proceso de circulación desde los tanques activos hasta el fondo del hoyo, y su posterior retorno por el espacio anular y llegar de nuevo hasta los tanques activos, son sometidos a una serie de esfuerzos que son necesarios para que alcancen velocidades y presiones necesarias para transportar los recortes desde el fondo del hoyo hasta la superficie. Esto nos quiere decir que la correcta aplicación de los datos reológicos ha hecho posible el mejoramiento de técnicas de
ResponderBorrarproducción para muchos productos. Por ejemplo el control de las propiedades hidrodinámicas del
lodo, cemento y fluidos fracturantes empleados en los pozos de petróleo, se basan en las
características reológicas de estos fluidos. Es importante señalar que continuamente está en una evaluación constante para ir incorporando nuevos modelos y ecuaciones que logren describir el comportamiento de flujo y transporte de diversos fluidos que son muy importantes en la actualidad en lo que a procesos industrializados se refiere.
Cabe añadir que cuando hablamos de la transferencia de masa o difusión molecular no es mas que un resultado de la transferencia o desplazamiento de moléculas individuales a través de un fluido debido a los movimientos desordenados de las moléculas. En estos movimientos, las moléculas chocan con otras cambiando sus velocidades tanto en magnitud como en dirección. Esta transferencia molecular de masa puede ocurrir en cualquiera de los 3 estados de
ResponderBorraragregación de la materia, como resultado de un gradiente de concentración, temperatura, presión,
o de la aplicación a la mezcla de un potencial eléctrico.