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

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X

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Ejercicios dentro de clase

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X

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Seminarios

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X

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Lecturas obligatorias

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Trabajos de investigación

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Prácticas en taller o laboratorio

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Prácticas de campo

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Otras:

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Elementos de evaluación sugeridos

Exámenes parciales

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X

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Exámenes finales

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X

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Trabajos y tareas fuera del aula

(

X

)

Participación en clase

(

X

)

Asistencia a prácticas

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Otras:

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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.