1. Datos de identificación del programa. Nombre de la asignatura: Ciclo escolar al que pertenece: Quinto Semestre

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1 FES Zaragoza PROGRAMAS ANALÍTICOS DE LAS ASIGNATURAS 407 FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA ÁREA PROGRAMA DE ESTUDIO 1. Datos de identificación del programa. Nombre de la asignatura: Ciclo escolar al que pertenece: Quinto Semestre DISEÑO DE EQUIPO Orientación académica: Ciclo Profesional Número de horas: Teóricas: 5 Prácticas: 2 Número de créditos: 12 Fecha de elaboración: 20/03/2013 Prerrequisitos (temas aprendidos): Álgebra, Electroquímica, Estructura de la materia. 2. Relación con el plan de estudios. Contribución de la asignatura al perfil de egreso. Los contenidos de la materia se enfocan al diseño, cálculo y montaje de equipo de manejo de materiales, así como la optimización de los materiales de construcción; dichos contenidos promueven en el egresado la integración de los conocimientos teóricos y prácticos para su aplicación en la resolución de problemas reales que se presentan durante la planeación, diseño y construcción de plantas de procesos químicos. Introducción a la asignatura. La asignatura se encuentra ubicada en el Módulo Manejo de Materiales, 5 semestre. Se relaciona horizontalmente con las otras materias del módulo: Flujo de Fluidos, Separación Mecánica y Mezclado y Laboratorio de Taller de Proyectos (5 semestre).

2 408 Plan de Estudios de la Carrera de Ingeniería Química UNAM La relación vertical es con la mayoría de las materias presentando relevancia su relación con Ingeniería de servicios (6 semestre) y los Laboratorios de Taller y Proyectos de todos los semestres (de 5 a 9 semestre). La asignatura de Diseño de Equipo requiere de la visión de los procesos industriales que es adquirida en el Módulo Análisis de Procesos (4 semestre), específicamente en la asignatura Química Industrial. Los contenidos adquiridos en esta materia contribuyen a integrar los conocimientos de las ciencias de la ingeniería, requeridos para entender, analizar, diseñar y mejorar los procesos industriales. 3. Objetivos del programa. Objetivos generales: Calcular mecánicamente recipientes y sistemas de tuberías a presión, para el manejo de los fluidos tanto de proceso como de servicios auxiliares, por medio de la aplicación de la teoría sustentada en la mecánica de los materiales y códigos apropiados y actualizados, a fin de que los equipos resulten adecuados, seguros y óptimos. Objetivos específicos: Explicar el comportamiento mecánico de los materiales, a través del conocimiento de los conceptos como: comportamiento elástico, comportamiento plástico, esfuerzo, deformación, fallas, pruebas mecánicas y curvas esfuerzo- deformación, de los diferentes materiales, con el propósito de obtener los conocimientos que serán necesarios para comprender la teoría que aplica a tanques y tuberías sujetas a presión. Seleccionar los materiales de construcción para recipientes y tuberías apropiados, a través del conocimiento de la clasificación, propiedades mecánicas, propiedades químicas y recomendaciones de los materiales, para su aplicación en el cálculo y construcción de los recipientes y tuberías a presión. Calcular el espesor de recipientes a presión interna y externa, mediante las teorías aplicables a cilindros de pared delgada, códigos y normas de diseño de los recipientes a presión y especificación correcta de los materiales de construcción, para su utilización en los diseños óptimos de las plantas de procesos químicos.

3 FES Zaragoza PROGRAMAS ANALÍTICOS DE LAS ASIGNATURAS 409 Calcular el espesor de tuberías de pared gruesa o delgada sujetas a presión interna, mediante las teorías aplicables a cilindros de pared delgada ó gruesa, códigos y normas de diseño de tuberías y especificación correcta de los materiales de construcción de las mismas, para su utilización en los diseños óptimos de las plantas de procesos químicos. Calcular el tamaño adecuado de válvulas de seguridad y alivio y especificarlas adecuadamente, mediante la aplicación de los códigos y normas, de tal manera que se utilicen para garantizar la seguridad de los recipientes y tuberías sujetas a presión. 4. Conocimientos. Habilidades. CONOCIMIENTO TEÓRICO UNIDAD I. Introducción. 1.1 Propiedades mecánicas de los cuerpos. 1.2 Propiedades del área de sección. UNIDAD II. Cálculo de secciones de elementos sujetos a esfuerzos simples. 2.1 Tensión pura. 2.2 Compresión pura. 2.3 Armaduras planas. UNIDAD III. Vigas. 3.1 Clasificación. 3.2 Reacciones. 3.3 Flexión. 3.4 Selección de perfiles. UNIDAD IV. Otros tipos de esfuerzos. 4.1 Torsión. 4.2 Tanques cilíndricos de pared delgada. Esfuerzos en secciones transversales y longitudinales. Espesor de la pared. 4.3 Tanques esféricos. Uniones. 4.4 Diseño de columnas. 4.5 Esfuerzos de origen térmico. Dilatación térmica, total y unitaria. UNIDAD V. Materiales de construcción. 5.1 Propiedades mecánicas. 5.2 Propiedades químicas. Corrosión. UNIDAD VI. Diseño de recipientes a presión. 6.1 Presión de diseño. No. DE HORAS

4 410 Plan de Estudios de la Carrera de Ingeniería Química UNAM CONOCIMIENTO TEÓRICO No. DE HORAS 6.2 Espesor de las paredes (presiones internas y externas). 6.3 Estabilidad elástica (espesores mínimos). 6.4 Soportes. UNIDAD VII. Diseño para tensión, compresión, flexión y corte. 7.1 Análisis estructural. 7.2 Vigas. 7.3 Placas. 7.4 Columnas. 7.5 Flechas. 7.6 Tuberías. 8. Transportadores de materiales. 8.1 Fundamentos. 8.2 Desplazamientos horizontales, verticales y combinados. 8.3 Clasificación de transportadores (banda, rodillos, cadenas, canjilones, neumáticos, etc.). 9. Montaje de equipo. 9.1 Cimentación. Características. 9.2 Anclaje. 9.3 Herramientas e instrumentos de montaje. 10. Medidas de seguridad Pruebas hidrostáticas Válvulas de seguridad y alivio Inspección y pruebas Estrategias de aprendizaje. ASPECTOS TEÓRICOS Exposición oral. Exposición audiovisual. Ejercicios dentro de clase. Lecturas obligatorias. Trabajos de investigación. Otras: aula virtual del curso.

5 FES Zaragoza PROGRAMAS ANALÍTICOS DE LAS ASIGNATURAS Evaluación del aprendizaje. ASPECTOS TEÓRICOS Exámenes parciales. Trabajos y tareas fuera del aula. Participación en clase. Otras: trabajos y tareas en aula. 7. Calificación. ASPECTOS PRÁCTICOS Exámenes parciales. Trabajos y tareas fuera del aula. Participación en clase. Presentación de proyecto. Otras: trabajos y tareas en aula virtual. Total. FINAL 20% 20% 15% 20% 25% 100% 8. Bibliografía. Bibliografía básica: Gere, J.M. (2009). Mecánica de materiales. México: Cengage Learning. Hibbeler, R.C. (2011). Mecánica de materiales. México: Pearson Education. Mott, R.L. (2009). Resistencia de materiales. México: Pearson Education. Bibliografía complementaria: Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios. (2006). Sistemas de tuberías en plantas industriales- diseño y especificación en plantas industriales, NRF PEMEX México: PEMEX. Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios. (2004). Diseño y construcción de recipientes a presión, NRF PEMEX México: PEMEX. Megyesy, E.F. (2008). Pressure vessel handbook. USA: Pressure Vessel Publishing.

6 412 Plan de Estudios de la Carrera de Ingeniería Química UNAM Megyesy, E.F. (1994). Manual de recipientes a presión: diseño y cálculo. México: Limusa. Moss, D. (2004). Pressure vessel desing manual: illustrated procedures for solving major pressure vessel desing problems. USA: Elsevier. Secretaría de Comercio y Fomento Industrial. (1994). Válvulas de relevo de presión (seguridad, seguridad- alivio y alivio). Operadas por resorte y piloto; fabricadas de acero y bronce. NOM SCFI México: SCFI. The American Society for Mechanical Engineers. (1995). Section 1. Iron and Steel Products. USA: ASME. The American Society for Mechanical Engineers. (1995). Section 2. Nonferrus Metal Products. USA: ASME. The American Society for Mechanical Engineers. (2007). Boiler and pressure vessel code. Sec. VIII. Div. I. USA: ASME. The American Society for Mechanical Engineers. (2004). Process Piping, ASME Code For Pressure Piping B31. USA: ASME. The American Petroleum Institute. (2008). Sizing, selection, and installation of pressure-relieving devices in refineries. Part. I. Sizing and Selection. API Standard 520, API, USA. 9. Perfil docente. Licenciatura en Ingeniería Química, Ingeniería Mecánica o carrera afín para impartir la asignatura, preferentemente con estudios de posgrado, con experiencia profesional en Diseño de Equipo y/o experiencia docente de dos años como mínimo, conocimiento del plan de estudios y específicamente del perfil de egreso y programa sintético de la materia, así como haber acreditado cursos de formación docente. 10. Propuesta de evaluación del cumplimiento del programa. Reunión académica al final del semestre para evaluar el programa. 11. Responsables de la elaboración. I.Q.I. Ada J. Meza Meza Dr. Fausto Calderas García