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1 Page 1 of 6 Departamento: Dpto Cs. Agua y Medio Ambiente Nombre del curso: PRÁCTICA PROFESIONAL I Clave: Academia a la que pertenece: ACADEMIA DE PRACTICAS PROFESIONALES Requisitos: Requisito de Pr ctica Profesional I (Transporte de Fluidos c/lab): Fen menos de Transporte Momentum y Calor Horas Clase: 3 Horas Laboratorio: 0 Horas Práctica: 0 Créditos: 9.37 Programa educativo que la recibe: INGENIERO QUÍMICO Plan: 2009 Fecha de revisión: MARZO DE 2011 Competencia a la que contribuye este curso: 1.-Gestionar los procesos de acuerdo a la normatividad ambiental vigente con el fin de que garantice la óptima calidad del medio ambiente. 2.-Gestionar los procesos de transformación de la materia, apoyándose en un conjunto de normas y procedimientos que mantengan la rentabilidad del proceso, atendiendo la visión y misión de la empresa Tipo de competencia: ESPECÍFICA Descripción: Esta materia se ofrece en el cuarto semestre de la carrera de Ingeniería Química, su propósito es desarrollar en los alumnos la habilidad y capacidad para calcular, seleccionar y diseñar dimensiones, tipos de tuberías y accesorios para el transporte de una red; así como dictaminar sobre los requerimientos de energía y equipos de bombeo para el transporte de fluidos Newtonianos y no Newtonianos 1 Identificar los principios básicos de la estática de fluidos, así como la importancia de sus aplicaciones. Definir el concepto de presión y su clasificación para su aplicación en el equilibrio hidrostático. Identificar instrumentos utilizados en la industria para la medición de la presión. Definir concepto de equilibrio hidrostático, así como las fuerzas que actúan sobre superficies planas y curvas. Aplicar la estática de fluidos en casos prácticos de industria. Requerimientos de información ESTÁTICA DE FLUIDOS Y SUS APLICACIONES. Distribución de presiones en un fluido y su medición. Equilibrio hidrostático. Fuerzas hidrostáticas sobre superficies planas. Fuerzas hidrostáticas sobre superficies curvas. Resolución de problemas para determinación de la presión en un sistema estático en la cual se aplique el principio de presión hidrostática. Resolución de problemas que inmiscuyan dispositivos para medir presión en fluidos en la cual se analice la caída de presión de un sistema dado. Resolución de problemas en los que se observen casos prácticos de aplicación de fuerzas que actúen sobre superficies planas y curvas. en las cuales se identifique el comportamiento de los fluidos en estado de reposo. en las cuales se identifique el comportamiento de las propiedades físicas de los fluidos con variaciones de presión. Ensayo que muestre la importancia del estudio de la estática de fluidos en la industria. Ejercicios resueltos en los que se aplique la medición de presión de fluidos para conocer la distribución de presiones en un sistema determinado. Ejercicios resueltos en los que se observe la aplicación del equilibrio hidrostático en superficies planas y curvas. Reporte por escrito de las prácticas de laboratorio en el cual el alumno concluya de manera adecuada, conforme a los conocimientos adquiridos en clase. Concepto de presión, clasificación y su distribución en los fluidos. Funcionamiento de instrumentos utilizados en la industria para la medición de presiones. Conceptos sobre equilibrio hidrostático que permitan la resolución de problemáticas que repercutan en la industria. Solución de problemas donde aplique los conceptos de presión aprendidos en clase. Requerimientos de

2 Page 2 of 6 2 información Aplicar la ecuación de energía mecánica a casos particulares de transporte de fluidos no compresibles. Definir los parámetros involucrados en el FLUJO DE FLUIDOS teorema de Reynolds. INCOMPRESIBLES. Identificar los diferentes tipos de flujo que Introducción a la dinámica de existen en la industria. fluidos. Identificar las ecuaciones básicas para el Teorema del transporte de análisis de los flujos de fluidos no Reynolds. compresibles en estado estacionario. Clasificación general de flujos Determinar el perfil de velocidad de un de fluidos. flujo para la identificación de la velocidad Ecuaciones básicas para el promedio. flujo de fluidos en estado Aplicar la ecuación de Hagen-Poiseuille en estacionario (estable): la resolución de problemáticas que impliquen Conservación de la masa. la caída de presión en un sistema de Cantidad de movimiento. transporte. Balance de energía Analizar la ecuación de energía mecánica mecánica. en cuanto al significado y comportamiento Perfil de velocidades y de sus términos. velocidad promedio. Utilizar ecuaciones y diagramas para la Caída de presión y pérdida de determinación de factores de fricción. carga. Aplicar la ecuación de energía mecánica en Ecuación de Bernoulli en solución de problemáticas que se presentan flujos laminar y turbulento en en el transporte de fluidos no compresibles estado estable: por tuberías. Tubos horizontales. Aplicar el concepto de radio hidráulico en Corrección por la variación la resolución de problemáticas donde se de energía. cinética en presenten tuberías no circulares. dirección radial. Identificar el costo-horario de la potencia Corrección por fricción del requerida por un sistema de transporte de fluido. flujos. Corrección por el trabajo de Aplicar el teorema de Reynolds y factor de bomba. fricción en la resolución de problemáticas Conducciones ramificadas. donde se presente el uso de fluidos nonewtonianos. Caída de presión y pérdida de Tiempo de descarga. carga en tuberías no circulares. Número de Reynolds y factor de fricción en fluidos No- Newtonianos. Exposición por equipos sobre las ecuaciones básicas en el transporte de fluidos en la cual se describan los principios del movimiento de los fluidos. Participación en discusión grupal sobre la clasificación de los flujos de fluidos, en la cual el alumno aporte sus opiniones. Explicación de manera oral de algún caso práctico en el que se refleje el comportamiento de algún fluido líquido, en la cual se mencionen observaciones relacionadas. Resolución de ejercicios relacionados con la caída de presión en un sistema de transporte, en los cuales el alumno interprete sus resultados y los comente con el resto del grupo y/o equipo. Explicación de manera oral de algún caso industrial en el que se refleje la importancia de aplicar el balance de energía mecánica y conocer sus limitaciones, a través del cual el alumno aporte observaciones pertinentes. Resolución de ejercicios relacionados con Documento por escrito sobre las ecuaciones que describen el movimiento de un fluido, a partir del balance total de masa, energía y momento lineal. Cuadro sinóptico que muestre la clasificación de flujos de acuerdo a su tipo de régimen, estabilidad, reversibilidad y uniformidad. el teorema de Reynolds. Ejercicios resueltos para la determinación de la caída de presión en un sistema de transporte. la ecuación de energía mecánica y se observe la interdependencia de los términos que la componen. Ejercicios resueltos de transporte de fluidos, que impliquen la determinación del factor de fricción, a través de diagramas, en distintos tipos de tubería utilizados en la industria. Concepto de velocidad promedio, caída de presión, factor de fricción. Clasificación de flujos de fluidos. Diferencia entre flujo laminar, de transición y turbulento. Solución de problemáticas de transporte de fluidos, mediante el uso de la ecuación de balance de energía mecánica. Interpretación de los resultados obtenidos en los balances de energía mecánica y relacionarlos con el ámbito industrial. Uso de diagramas para la determinación del factor de fricción. Áreas de aplicación de flujo de fluidos.

3 Page 3 of 6 balances de energía mecánica, en los cuales el alumno interprete sus resultados y los comente con el resto del grupo y/o equipo. en las cuales se analicen los términos de la energía mecánica en forma dimensional. en las cuales se identifique el comportamiento de los términos de energía mecánica al aplicarla a casos particulares de transporte de fluidos incompresibles. Reporte escrito sobre i7nvestigación de diferentes materiales y tipos de tuberías utilizada en los procesos. Reporte por escrito de las prácticas de laboratorio realizadas, en el cual el alumno concluya de manera adecuada, conforme a los conocimientos adquiridos en clase. 3 Analizar los diferentes accesorios utilizados en la industria para transportar fluidos, y la pérdida por fricción que generan en redes de transporte de fluidos no compresibles. Determinar las pérdidas por fricción debidas a variaciones de velocidad y dirección del flujo. Identificar los diferentes tipos de accesorios utilizados en el transporte de fluidos no compresibles por tuberías. Aplicar la ecuación de Bernoulli a casos particulares de redes de transporte de fluidos, que inmiscuyan accesorios, válvulas y variaciones de velocidad y dirección del flujo. Identificar los diferentes tipos de medidores de flujo que existen en la industria. Determinar la velocidad volumétrica másica de flujo a partir de medidores de flujo. Requerimientos de información ACCESORIOS Y PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN TUBERÍAS Fricción debida a variaciones de velocidad y dirección del flujo: Pérdidas por fricción debido a expansión súbita de la sección transversal. Pérdidas por fricción debido a contracción súbita de la sección transversal. Tipos de accesorios y válvulas utilizados en la instalación de tuberías y su efecto en las pérdidas por fricción. Ecuación simplificada de energía mecánica aplicada a casos particulares de transporte de fluidos en sistemas estables. Tipos de medidores de flujo: Medidor de venturi. Medidor de orificio. Tubo de pitot. Exposición por equipo sobre tipos de accesorios y válvulas utilizados en la instalación de tuberías y su efecto en las pérdidas por fricción en el transporte de fluidos. Participación en discusión grupal sobre los diferentes tipos de medidores de flujo utilizados en la industria. Explicación de manera oral de casos industriales en los que se incluyan accesorios, válvulas y variaciones de velocidad, a través del cual el alumno aporte observaciones pertinentes. en las cuales se utilicen los medidores de flujo para identificar caudal y/o flujo másico en fluidos bajo distinto tipo de régimen. donde se observe la necesidad de la utilización de accesorios, válvulas y variaciones de velocidad de los flujos. Documento por escrito sobre tipos de accesorios y válvulas utilizados en la industria. Cuadro sinóptico que muestre las ventajas, desventajas y funcionamiento de los diferentes tipos de medidores de flujo. el uso de diferentes medidores de flujo. la ecuación de Bernoulli, en casos donde se incluyan accesorios, válvulas y variaciones de velocidad y dirección de flujos. Reporte por escrito de las prácticas de laboratorio realizadas, en el cual el alumno concluya de manera adecuada, conforme a los conocimientos adquiridos en clase. Cálculo e interpretación de pérdidas por fricción debidas a variaciones de velocidad y dirección de flujo. Funcionamiento de diferentes tipos de medidores de flujo. Clasificación de accesorios y válvulas utilizados en industria para transportar fluidos. Aplicación de los conceptos vistos en clase para la solución de problemáticas de casos particulares, que requieran un análisis de balance de energía mecánica.

4 Page 4 of 6 4 Especificar el equipo de bombeo adecuado para los diferentes tipos de procesos de transporte de fluidos incompresibles Requerimientos de información Identificar los tipos de bombas utilizadas en EQUIPOS DE BOMBEO PARA los procesos de transporte. EL FLUJO DE FLUIDOS Determinar criterios de selección de bombas INCOMPRESIBLES con base en estilos, tipos y tamaños, que Concepto y clasificación de permitan generar trabajo requerido para un bombas sistema dado. Criterios considerados en la Aplicar la ecuación de Bernoulli en la selección de bombas determinación de las características de Bombas centrífugas operación de bombas centrífugas. Características de Representar gráficamente el punto de operación servicio de bombas centrífugas de acuerdo a Carga del sistema y carga las necesidades de caudal, carga desarrollada desarrollada por la bomba por el sistema y su eficiencia. Curvas de rendimiento Identificar curvas de rendimiento de Cavitación y la carga neta fabricantes de bombas centrífugas para de succión positiva (NPSH) determinación de caballaje de una bomba. necesaria y requerida. Determinar NPSH en bombas que evitan la Potencia como una función cavitación que perturbe su funcionamiento. de la capacidad de transporte. Evaluar sistemas de bombeo en casos Bombas instaladas en serie particulares de redes de transporte de fluidos y en paralelo incomprensibles Bombas de desplazamiento Determinar caudal a través de bombas de positivo desplazamiento positivo tes de bombas centrífugas para la Explicación oral sobre la clasificación de bombas para el transporte de fluidos y criterios de selección. Resolución de problemas relacionados con la determinación del punto de servicio de una bomba, en la cual se identifique el caudal requerido y su eficiencia. Resolución de problemas relacionados con la instalación de una bomba en un proceso de transporte, en la cual se identifique la caída de presión y potencia generada por un equipo de bombeo dado. Visita a una industria con el propósito de identificar la importancia del uso de bombas en sistemas de transporte de fluidos incompresibles. Realización de práctica de laboratorio en la cual se determine la potencia desarrollada por una bomba. donde se observen las características, operación y cavitación de bombas centrífugas. Mapa conceptual que indique la clasificación de bombas para el transporte de fluidos y sus criterios de selección. Problemas resueltos relacionados con: carga, instalación, determinación del punto de servicio de bombas. Problemas resueltos sobre requerimientos de energía en una red sencilla de transporte de fluidos. Ejercicios resueltos donde se observe la importancia de conocer el NPSH para evitar cavitación en bombas. Reporte escrito sobre observaciones y conclusiones de visita a la industria con el propósito de ver bombas instaladas en operación. Reporte por escrito de las prácticas de laboratorio realizadas, conforme a los conocimientos adquiridos en clase. Clasificación de tipos de bombas utilizadas en los procesos de transporte. tipos de bombas utilizadas en los procesos de transporte. Selección de bombas Cálculo e interpretación de la carga, eficiencia y potencia desarrollada por equipos de bombeo. Determinación de punto de servicio de una bomba centrífuga. Utilización de curvas de rendimiento de fabricación de bombas centrífugas. 5 Aplicar la ecuación de energía mecánica a casos particulares de transporte de Explicar la importancia de las propiedades de estancamiento en los Identificar los tipos de proceso que tienen lugar en un sistema de transporte de fluidos compresibles, para su posterior análisis. Determinar la velocidad del sonido y su clasificación para su aplicación en sistemas de transporte de Requerimientos de información FLUJO DE FLUIDOS COMPRESIBLES Propiedades de estancamiento Velocidad del sonido y el número de Mach Flujo isoentrópico de un gas ideal a través de boquillas y

5 Page 5 of 6 Determinar el número de Mach para su aplicación en balances de energía para un fluido compresible ideal de una fase. Identificar la variación de las propiedades de los fluidos compresibles mediante la aplicación de boquillas y toberas. Aplicar ecuaciones de energía para flujos isoentrópicos y adiabáticos de gases ideales. Identificar funcionamiento de ventiladores y compresores para la selección del equipo adecuado para el transporte de fluidos compresibles. toberas Variación de la velocidad de fluido con el área de flujo Flujo adiabático de un gas ideal en una tubería horizontal. Selección y especificación de ventiladores y compresores Resolución de problemas relacionados con el transporte de fluidos compresibles, en la cual se manifieste la importancia de identificar las propiedades de estancamiento de éstos. Exposición por equipo donde el alumno analice el funcionamiento y aplicación de los equipos utilizados en los procesos para el transporte de gases. Realización de práctica de laboratorio en la cual se identifique las variaciones de propiedades del flujo de Reporte escrito de las propiedades de estancamiento involucradas en el estudio de Problemas resueltos sobre flujo de fluidos compresibles en los cuales se analice la variación de las propiedades del fluido. Reporte escrito por equipo, que indique el manejo y uso de equipo para el transporte de gases. Reporte escrito de práctica de laboratorio que implique el flujo de Aplicación de la ley de gases ideales en la solución de procesos de transporte que involucren Aplicación de balances de energía mecánica en boquillas y toberas. funcionamiento y campos de aplicación de ventiladores y compresores Actitudes Iniciativa en la búsqueda de información. Responsabilidad en la entrega de asignaturas. Orden y limpieza en la presentación de documentos elaborados. Capacidad de trabajar en equipo, de ser tolerante y respetuoso durante las sesiones de clases, en los trabajos solicitados y en las prácticas de laboratorio. Asertividad en sus respuestas. Puntualidad a las sesiones de clases y prácticas de laboratorio. Capacidad de crítica y análisis. Evaluación Criterio Ponderación 1 15 % 2 30 % 3 20 % 4 20 % 5 15 % Bibliografía Básica. Cengel Y., Cimbala J, MECÁNICA DE FLUIDOS: fundamentos y aplicaciones. Edición 1. Editorial: MCGRAW-HILL BOOK COMPANY, McCabe W., Smith J., Harriott P, OPERACIONES UNITARIAS EN INGENIERÍA QUÍMICA.. Edición 7ª. Editorial: MCGRAW-HILL BOOK COMPANY, Nevers, N., FLUID MECHANICS FOR CHEMICAL ENGINEERS. Edición 3. Editorial: MCGRAW-HILL BOOK COMPANY, White F., MECÁNICA DE FLUIDOS.. Edición 6. Editorial: MCGRAWHILL INTERAMERICANA DE ESPAÑA S. A.,

6 Page 6 of 6 Bibliografía De Consulta. Greene, R., COMPRESORES: selección, uso y mantenimiento.. Edición 1. Editorial: MCGRAW HILL INTERAMERICANA DE MEXICO, Greene, R., VALVULAS; SELECCION, USO Y MANTENIMIENTO. Edición 1. Editorial: MCGRAW HILL INTERAMERICANA DE MEXICO, Mcnaughton, K., BOMBAS: selección, uso y mantenimiento.. Edición 1. Editorial: MCGRAW HILL INTERAMERICANA DE MEXICO, Ocon J. y Tojo G., PROBLEMAS DE INGENIERIA QUIMICA. Edición 3. Editorial: AMORRORTU EDITORES, S. A., Streeter V, MECÁNICA DE FLUIDOS. Edición 9. Editorial: MCGRAW-HILL BOOK COMPANY, Valiente A., PROBLEMAS DE FLUJOS DE FLUIDOS. Edición 1. Editorial: LIMUSA, Imprimir Cerrar