OB1 - Operaciones Básicas I

Transcripción

1 Unidad responsable: Unidad que imparte: Curso: Titulación: Créditos ECTS: ESEIAAT - Escuela Superior de Ingenierías Industrial, Aeroespacial y Audiovisual de Terrassa EQ - Departamento de Ingeniería Química GRADO EN INGENIERÍA QUÍMICA (Plan 2009). (Unidad docente Obligatoria) 6 Idiomas docencia: Catalán Profesorado Responsable: Otros: Josep Maria Guadayol Cunill Josep Maria Guadayol Cunill Capacidades previas Conocimientos de inglés técnico. Se considera fundamental haber cursado las asignaturas con contenidos de Fisicoquímica, Transporte de fluidos y Transferencia de Calor, en caso contario no tiene sentido matricularse de esta asignatura. Requisitos Se considera fundamental haber cursado las asignaturas con contenidos de Fisicoquímica, Transporte de fluidos y Transferencia de Calor, en caso contario no tiene sentido matricularse de esta asignatura. Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura Específicas: 1. QUI: Conocimientos sobre balances de materia y energía, biotecnología, trasferencia de materia, operaciones de separación, ingeniería de la reacción química, diseño de reactores, y valorización y transformación de materias primas y recursos energéticos. 1 / 6

2 Metodologías docentes - Sesiones presenciales de exposición de los contenidos. - Sesiones presenciales de trabajo aplicado. - Trabajo autónomo de estudio y realización de ejercicios. En las sesiones de exposición de los contenidos el profesor introducirá las bases teóricas de la materia, conceptos, métodos y resultados ilustrándolos con ejemplos convenientes para facilitar su comprensión. Las sesiones de trabajo práctico en el aula serán de tres clases: a) Sesiones en las que el profesor guiará a los estudiantes en el análisis de datos y la resolución de problemas aplicando técnicas, conceptos y resultados teóricos. (85%) b) Sesiones de presentación de trabajos realizados en grupo por parte de los estudiantes. (9%) c) Sesiones de exámenes (6%) Los estudiantes, de forma autónoma deberán estudiar para asimilar los conceptos, resolver los ejercicios propuestos ya sea manualmente o con la ayuda del ordenador. Los trabajos en grupo consistirán en la realización de ejercicios donde se aplicarán los conceptos ya estudiados y que serán de extensión y complejidad superior a las realizadas normalmente. El objetivo es la colaboración de todo el grupo (máximo de tres estudiantes) para lograr resultados conjuntos, especialmente en aquellas aplicaciones donde por su variedad se necesita el conocimiento de muchos conceptos. Los estudiantes dispondrán de horario de consulta para resolver aquellas dudas generadas cuando se enfrenten con los contenidos expuestos en las clases, tanto teóricas cono de aplicación Objetivos de aprendizaje de la asignatura Adquirir los conocimientos fundamentales sobre las Operaciones Básicas de la Ingeniería Química, primero de manera general y después particularizados para cada operación. Adaptar para la Ingeniería Química aquellas operaciones, que sin ser de naturaleza química se aplican en este ámbito, y que ya conocen los fundamentos, como es el caso del análisis dimensional, la transferencia de calor y el transporte de fluidos. Desarrollar paralelamente aquellas aplicaciones que permiten dar una visión práctica de los contenidos teóricos de la asignatura, objetivo fundamental para un ingeniero químico. Trabajar los contenidos tanto teóricos como de aplicación en grupo. Horas totales de dedicación del estudiantado Dedicación total: 150h Horas grupo grande: 30h 20.00% Horas grupo mediano: 30h 20.00% Horas grupo pequeño: 0h 0.00% Horas actividades dirigidas: 0h 0.00% Horas aprendizaje autónomo: 90h 60.00% 2 / 6

3 Contenidos INTRODUCCIÓN A LAS OPERACIONES BÁSICAS Dedicación: 10h Grupo grande/teoría: 2h Grupo mediano/prácticas: 2h Aprendizaje autónomo: 6h - Operaciones continuas y discontinuas. - Sistemas de unidades. - Análisis dimensional. - Dominar los conceptos básicos utilizados durante toda la asignatura. - Dominar del sistema SI y el conocimiento de unidades anglosajonas utilizadas en muchas ocasiones. - Estudiar y aplicar los fundamentos de análisis dimensional, necesario para trabajar con números adimensionals.de fenómenos y operaciones básicas de transporte de fluidos a partir de los datos de laboratorio. - Documentar, planificar y dirigir de forma guiada la realización de un experimento de resultado abierto trabajando en equipo de forma guiada. - Utilizar técnicas y herramientas informáticas para el cálculo, procesado e interpretación de datos y presentación de resultados. TRANSPORTE DE FLUIDOS Dedicación: 20h Grupo grande/teoría: 4h Grupo mediano/prácticas: 4h Aprendizaje autónomo: 12h - Cálculo y diseño de operaciones controladas por el transporte de cantidad de movimiento y energía mecánica. - Transporte de fluidos incompresibles en ingeniería química. - Transporte de fluidos compresibles en ingeniería química. Siguiendo con el contenido iniciado con la asignatura Mecánica de Fluidos (Q3), se recuerdan, con ejemplos de Ingeniería Química, los conceptos adquiridos y necesarios para el buen desarrollo de este tema: - Aplicar los conceptos de la mecánica de fluidos incompresibles al'estàtica y Transporte de Fluidos en la Ingeniería Química - Aplicar los conceptos de la mecánica de fluidos compresibles el Transporte de Fluidos en la Ingeniería Química 3 / 6

4 TRANSFERENCIA DE CALOR Dedicación: 80h Grupo grande/teoría: 16h Grupo mediano/prácticas: 16h Aprendizaje autónomo: 48h - Consideraciones fundamentales. Estado estacionario y transitorio. - Transferencia de calor por conducción, convección y radiación. - Correlaciones para el cálculo de los coeficientes de convección sin cambio de fase y con cambio de fase - Coeficiente global de transferencia de calor - Introducción a los intercambiadores de calor - Intercambiadores de calor de carcasa y tubos - Diseño de intercambiadores de calor - Diseño de equipos generadores de energía por combustión (hornos y calderas de vapor) Siguiendo con el contenido iniciado con la asignatura Termodinámica Aplicada y Transmisión de Calor (Q3), se recuerdan, con ejemplos de Ingeniería Química, los conceptos adquiridos y necesarios para buen desarrollo de este tema: - Alcanzar y diferenciar los conceptos de procesos en estado estacionario y transitorio. - Alcanzar y diferenciar los conceptos de conducción, convección y radiación A continuación, como contenido nuevo se expone: - Estudiar los coeficientes de convección y cuáles se deben aplicar en cada situación - Calcular el coeficiente global de transferencia de calor en cualquier situación - Elegir y calcular intercambiadores de calor, teniendo en cuenta los requerimientos de cada situación - Diseñar intercambiadores de calor por el método de Kern - Estudiar y calcular evaporadores de simple y múltiple efecto - Saber calcular, diseñar y seleccionar equipos e instalaciones destinadas a la transmisión de calor - Saber diseñar equipos generadores de energía por combustión Adquirir los conocimientos de ahorro y eficiencia energética aplicados a los procesos industriales. 4 / 6

5 OPERACIONES DE SEPARACIÓN Dedicación: 40h Grupo grande/teoría: 8h Grupo mediano/prácticas: 8h Aprendizaje autónomo: 24h - Evaporación - Introducción a la transferencia de masa - Operaciones con equilibrio de fases - Extracción liquid-liquid - Conocer las bases teóricas para el cálculo, diseño y selección de equipos de separación. - Presentar los fundamentos de la transferencia de masa - Conocer el concepto de operaciones d'equilibrio de etapas - Conocer y calcular la operación de evaporació - Conocer y calcular la operación de extracción liquid-líquido Sistema de calificación - 1ª evaluación: 25% - 2ª evaluación: 25% - 3ª evaluación: 25% - 4ª evaluación: 25% Nota importante: Para mantener una buena convivencia durante las clases y para un mejor aprovechamiento se recuerda que cualquier sistema electrónico (Teléfono móvil, ordenadores no autorizados, tablets, etc.) están rigurosamente prohibidos; en el caso de no seguir esta norma el alumno/a no será atendido en las dudas que pueda tener durante el curso, tanto en clase como consultas personales. Normas de realización de las actividades Se considera fundamental haber aprobado todas las asignaturas con contenidos de fisicoquímica, transporte de fluidos y transferencia de calor, de lo contrario no tiene sentido cursar esta asignatura. También se considera importante tener conocimientos de inglés técnico, que permite ampliar el campo de la información disponible de esta asignatura. El contenido de los exámenes se redactará en inglés. 5 / 6

6 Bibliografía Básica: Coulson, J. M.; Richardson, J. F. Ingeniería química, vols. 1, 2, 3, 4. Barcelona: Reverté, ISBN Martínez de la Cuesta, Pedro J.; Rus Martínez, Eloísa. Operaciones de separación en ingeniería química : métodos de cálculo. Madrid: Prentice Hall, ISBN McCabe, W. L.; Smith, J. C.; Harriott, P. Operaciones unitarias en ingeniería química. 7a ed. Madrid: McGraw-Hill, ISBN Complementaria: Costa Novella, E. Ingeniería química, vols. 3, 4, 5. Madrid: Alhambra, ISBN Costa López, J. Curso de química técnica : introducción a los procesos, las operaciones unitarias y los fenómenos de transporte en la ingeniería química. Barcelona: Reverté, ISBN Vian, A.; Ocón, J. Elementos de ingeniería química: operaciones básicas. 5a ed. Madrid: Aguilar, ISBN Ocón García, Joaquín. Problemas de ingeniería química: operaciones básicas, vols. 1, 2. Madrid: Aguilar, ISBN Levenspiel, Octave. Flujo de fluidos e intercambio de calor. Barcelona: Reverté, ISBN / 6