Cuestiones Para Discutir Capítulo 2

Cuestiones para discutir (Capítulo 2) 1. ¿Cuál es la definición de derivada primera y cómo se utiliza esta definición en relación con los balances aplicados a una envoltura? Es un seguimiento del sistema a evaluar generalmente expresado como un delta y en los balances en una componente envoltura, permite percibir el cambio del parámetro medido. Por ejemplo para la fricción:

 |+∆ −  |  = ∆→ ∆  lim

2. Comparar la variación de   con  para el flujo laminar de un fluido en un tubo y en tubos concéntricos. En los tubos concéntricos intervienen más fuerzas por ejemplo la fuerza de gravedad que actúa sobre la envoltura. Según la . 2.3 2.3 − 12 entre más aumente el radio del tubo mayor será  3. ¿Cuál es la Ley de Hagen - Poiseuille y a qué se debe su importancia? Comprobar su consistencia dimensional.

( −  ) = 8

Establece la relación que existe entre la velocidad de volumétrica de flujo y las fuerzas que originan dicho flujo (Caída de presión y aceleración gravitacional).

 [=] ℎ

4. ¿Qué es el número de Reynolds? ¿Cuáles son sus dimensiones? S un número que indica el régimen que sigue el fluido laminar o turbulento, se define como fuerzas inerciales / fuerzas viscosas y es adimensional. 5. Para el flujo en tubos concéntricos, ¿Cuál de las dos paredes, interior, exterior, está más próxima a la superficie donde la densidad de flujo de cantidad de movimiento es cero? De acuerdo a la figura 2 . 4 − 1 sería en la pared interior. 6. ¿Qué limitaciones se han hecho en la deducción de la fórmula que da el espesor de una película descendente? Flujo laminar, longitud finita sin tomar en cuenta los extremos 7. ¿Cuál es el significado físico de las cuatro condiciones limite que son necesarias para determinar las cuatro constantes de integración en ∬ .  ?

 =                =                                    

8. ¿Cuál es el intervalo de validez de la ley de Stokes? Para  ≈ 0.1 y para   ≈ 1 predice una fuerza resistente con 10% de error. 9. ¿Es de esperar que la ley de Stokes sea válida para el descenso de las gotitas de un líquido A en el seno de un medio liquido inmiscible B? Depende de factores como el tamaño de gota o la velocidad que adquiera al caer de modo que cumpla  < 0.1 10. ¿Se cumplirá la ley de Stokes para el descenso de diminutas partículas en aire, si el diámetro de las partículas es del orden del recorrido libre medio de las moléculas del aire? Sí debido a  < 0.1 11. En ∬ 2.6,   y   deberían en realidad de tratarse como magnitudes vectoriales. ¿Cómo se modificaría la .2.6 − 1 2 si la dirección de flujo del fluido no fuese exactamente contraria a la aceleración de la gravedad? 12. ¿Cómo se elige la forma y la orientación del elemento de volumen utilizado para aplicar un balance de envoltura? Se debe tomar en cuenta la distribución de densidad de flujo de la cantidad de movimiento, la velocidad en el sistema y la orientación no importa, pues se toma como una capa muy pequeña de ∆. 13. En qué lugar de la deducción efectuada en ∬  .  habría que comenzar a introducir modificaciones. Si a) El coeficiente de viscosidad fuese una función de  (debido a condiciones no isotérmicas. por ejemplo) Debido a la intervención de la Ley de Newton . 2.3 − 13 b) ¿El fluido fuese no-newtoniano? Si fuera un fluido no newtoniano el término de la . 2.3 − 11 cambiaría el esfuerzo de la presión estática y la fuerza de gravitación. 14. Discútanse las dificultades de medida implícitas en la determinación de viscosidades absolutas mediante la fórmula de Hagen - Poiseuille. Estúdiense los efectos relativos que sobre el resultado ejerce un error de un % en las distintas medidas.  Aplica solo en fluidos newtonianos, el flujo es laminar  < 2100,    es constante, estado estacionario, los efectos finales son despreciables, el fluido se comporta como un medio continuo.

15. Dos líquidos inmiscibles A y B fluyen con movimiento laminar entre dos láminas planas paralelas. ¿Sería posible que los perfiles de velocidad fuesen de la siguiente forma? (Explíquense brevemente las razones de la respuesta.)

No debido a que el fluido en la parte superior debe fluir debido a la cantidad de movimiento   . 16. ¿Cuál es la velocidad final en un campo eléctrico de intensidad 6, de una partícula coloidal esférica que posee una carga ? (Admítase que se cumple la Ley de Stokes.) En la ley de Stokes se toma en cuenta la ∞ para sustancias con  < 0.1