Fenòmens de Transport | Tema 1: Introducció als FT | UAB
FENÒMENS DE TRANSPORT
Teoria — Tema 1: Introducció als Fenòmens de Transport
Enginyeria Química · UAB · Curs 2025-2026
1. Objectius del Tema
El Tema 1 introdueix els fonaments conceptuals dels Fenòmens de Transport (FT), situant-los en
el context de l'Enginyeria Química (EQ). Els objectius principals son:
• Entendre per què les operacions unitàries de l'EQ es poden tractar de forma unificada a
partir del transport de tres propietats extensives: matèria, energia i quantitat de moviment.
• Conèixer la metodologia general d'anàlisi de sistemes (balanços + lleis cinètiques +
condicions de contorn).
• Comprendre els mecanismes de transport molecular i turbulent, i el paper del nombre de
Reynolds.
• Dominar les tres lleis de velocitat en 1D: Llei de Fourier, Llei de Fick i Llei de Newton de la
viscositat.
• Identificar les analogies entre els tres fenòmens i relacionar-les amb les propietats de
transport.
2. Conceptes Clau
Terme Definició
Operació unitària Operació física estàndard present en múltiples processos
industrials (filtració, destil·lació, absorció, bescanvi de calor, etc.).
La EQ les sistematitza a partir de 1915.
Propietat extensiva Propietat que depèn de la quantitat de matèria del sistema. Les
tres transportades son: matèria (composició), energia (calor) i
quantitat de moviment (qdm).
Densitat de flux (flux) Quantitat de propietat que travessa una àrea unitària per unitat de
temps. Designada q (calor, J/m²·s), NA (matèria, mol/m²·s) o τ
(qdm, N/m²). Vectorial per calor i matèria; tensorial per qdm.
Gradient Variació espacial d'una propietat per unitat de longitud. Força
impulsora del transport molecular: gradient de T per calor, gradient
de CA per matèria, gradient de vx per qdm.
Difusivitat (α, DAB, ν) Propietat del medi que mesura la facilitat amb que es transporta la
propietat. k (conductivitat tèrmica), DAB (difusivitat molecular), μ
(viscositat dinàmica).
Estat estacionari Condició en la qual les variables d'estat no canvien amb el temps
(∂/∂t = 0). Els problemes del tema 1 treballen majoritàriament en
estat estacionari.
Fenòmens de Transport · UAB · Curs 2025-2026 Pàgina 1 de 10
, Fenòmens de Transport | Tema 1: Introducció als FT | UAB
Principi del medi continu Aproximació que tracta la matèria com a contínua a escala
macroscòpica. Permet definir propietats puntuals com densitat,
temperatura o concentració.
Nombre de Reynolds (Re) Nombre adimensional que compara forces d'inèrcia i forces
viscoses. Determina el règim de circulació del fluid (laminar o
turbulent).
Principi d'adherència El fluid en contacte directe amb una paret sòlida té la mateixa
velocitat que la paret (v = 0 si la paret és estàtica, v = vparet si és
mòbil). Condició de contorn fonamental.
Condicions de contorn Restriccions que especifiquen el valor de les variables (o dels seus
gradients) en els límits del sistema. Necessàries per integrar les
equacions diferencials del model.
3. Fonaments Teòrics
3.1 Història i context dins l'Enginyeria Química
Fins al 1915, l'Enginyeria Química s'enfocava en processos específics (per ex., producció d'àcid
nítric), sense una visió unificada. A partir de 1915, apareix el concepte d'operació unitària: una
operació física independent del producte que es fabrica, present en molts processos industrials.
La tendència sistematitzadora de l'EQ condueix a un tractament globalitzador de les operacions
unitàries. El punt clau és que totes elles es basen en el transport de tres propietats extensives:
• Matèria (transport de massa / composició)
• Quantitat de moviment (transport de qdm → fluidodinàmica)
• Energia (transmissió de calor)
Les operacions unitàries precedeixen i segueixen la reacció química, que és el cor del procés.
Conèixer el cabal de transport de les tres propietats és imprescindible per al disseny dels aparells.
Exemples d'operacions unitàries per fenomen:
Fenomen Propietat transportada Operacions unitàries associades
Transport de Composició / Absorció, extracció, destil·lació, assecatge...
matèria concentració
Transmissió de Energia tèrmica / Bescanviadors, evaporadors, assecadors,
calor temperatura condensadors...
Transport de qdm Quantitat de moviment / Columnes d'absorció/destil·lació, bombes,
velocitat compressors, dimensionat de conduccions...
CLAUS PER A LA RESOLUCIÓ DE PROBLEMES — Identificació del fenomen
Primer pas de qualsevol problema: identificar QUÈ es transporta (matèria, calor o qdm) i
PER QUÈ (quin gradient n'és la causa).
• Transport de calor → hi ha diferència de temperatures → s'usa la Llei de Fourier.
• Transport de matèria → hi ha diferència de concentracions → s'usa la Llei de Fick.
• Transport de qdm → hi ha diferència de velocitats (gradient de vx) → s'usa la Llei de
Newton.
Fenòmens de Transport · UAB · Curs 2025-2026 Pàgina 2 de 10
FENÒMENS DE TRANSPORT
Teoria — Tema 1: Introducció als Fenòmens de Transport
Enginyeria Química · UAB · Curs 2025-2026
1. Objectius del Tema
El Tema 1 introdueix els fonaments conceptuals dels Fenòmens de Transport (FT), situant-los en
el context de l'Enginyeria Química (EQ). Els objectius principals son:
• Entendre per què les operacions unitàries de l'EQ es poden tractar de forma unificada a
partir del transport de tres propietats extensives: matèria, energia i quantitat de moviment.
• Conèixer la metodologia general d'anàlisi de sistemes (balanços + lleis cinètiques +
condicions de contorn).
• Comprendre els mecanismes de transport molecular i turbulent, i el paper del nombre de
Reynolds.
• Dominar les tres lleis de velocitat en 1D: Llei de Fourier, Llei de Fick i Llei de Newton de la
viscositat.
• Identificar les analogies entre els tres fenòmens i relacionar-les amb les propietats de
transport.
2. Conceptes Clau
Terme Definició
Operació unitària Operació física estàndard present en múltiples processos
industrials (filtració, destil·lació, absorció, bescanvi de calor, etc.).
La EQ les sistematitza a partir de 1915.
Propietat extensiva Propietat que depèn de la quantitat de matèria del sistema. Les
tres transportades son: matèria (composició), energia (calor) i
quantitat de moviment (qdm).
Densitat de flux (flux) Quantitat de propietat que travessa una àrea unitària per unitat de
temps. Designada q (calor, J/m²·s), NA (matèria, mol/m²·s) o τ
(qdm, N/m²). Vectorial per calor i matèria; tensorial per qdm.
Gradient Variació espacial d'una propietat per unitat de longitud. Força
impulsora del transport molecular: gradient de T per calor, gradient
de CA per matèria, gradient de vx per qdm.
Difusivitat (α, DAB, ν) Propietat del medi que mesura la facilitat amb que es transporta la
propietat. k (conductivitat tèrmica), DAB (difusivitat molecular), μ
(viscositat dinàmica).
Estat estacionari Condició en la qual les variables d'estat no canvien amb el temps
(∂/∂t = 0). Els problemes del tema 1 treballen majoritàriament en
estat estacionari.
Fenòmens de Transport · UAB · Curs 2025-2026 Pàgina 1 de 10
, Fenòmens de Transport | Tema 1: Introducció als FT | UAB
Principi del medi continu Aproximació que tracta la matèria com a contínua a escala
macroscòpica. Permet definir propietats puntuals com densitat,
temperatura o concentració.
Nombre de Reynolds (Re) Nombre adimensional que compara forces d'inèrcia i forces
viscoses. Determina el règim de circulació del fluid (laminar o
turbulent).
Principi d'adherència El fluid en contacte directe amb una paret sòlida té la mateixa
velocitat que la paret (v = 0 si la paret és estàtica, v = vparet si és
mòbil). Condició de contorn fonamental.
Condicions de contorn Restriccions que especifiquen el valor de les variables (o dels seus
gradients) en els límits del sistema. Necessàries per integrar les
equacions diferencials del model.
3. Fonaments Teòrics
3.1 Història i context dins l'Enginyeria Química
Fins al 1915, l'Enginyeria Química s'enfocava en processos específics (per ex., producció d'àcid
nítric), sense una visió unificada. A partir de 1915, apareix el concepte d'operació unitària: una
operació física independent del producte que es fabrica, present en molts processos industrials.
La tendència sistematitzadora de l'EQ condueix a un tractament globalitzador de les operacions
unitàries. El punt clau és que totes elles es basen en el transport de tres propietats extensives:
• Matèria (transport de massa / composició)
• Quantitat de moviment (transport de qdm → fluidodinàmica)
• Energia (transmissió de calor)
Les operacions unitàries precedeixen i segueixen la reacció química, que és el cor del procés.
Conèixer el cabal de transport de les tres propietats és imprescindible per al disseny dels aparells.
Exemples d'operacions unitàries per fenomen:
Fenomen Propietat transportada Operacions unitàries associades
Transport de Composició / Absorció, extracció, destil·lació, assecatge...
matèria concentració
Transmissió de Energia tèrmica / Bescanviadors, evaporadors, assecadors,
calor temperatura condensadors...
Transport de qdm Quantitat de moviment / Columnes d'absorció/destil·lació, bombes,
velocitat compressors, dimensionat de conduccions...
CLAUS PER A LA RESOLUCIÓ DE PROBLEMES — Identificació del fenomen
Primer pas de qualsevol problema: identificar QUÈ es transporta (matèria, calor o qdm) i
PER QUÈ (quin gradient n'és la causa).
• Transport de calor → hi ha diferència de temperatures → s'usa la Llei de Fourier.
• Transport de matèria → hi ha diferència de concentracions → s'usa la Llei de Fick.
• Transport de qdm → hi ha diferència de velocitats (gradient de vx) → s'usa la Llei de
Newton.
Fenòmens de Transport · UAB · Curs 2025-2026 Pàgina 2 de 10
