Flujo de Fluidos Licenciatura Ingeniería Química de mayo de 2010

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Alberto Palma Moreno
hace 5 años
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1 Carrera: Ingeniería Química Asignatura: Flujo de Fluidos Área del Conocimiento: Ingeniería Aplicada Generales de la Asignatura: Nombre de la Asignatura: Clave Asignatura: Nivel: Carrera: Frecuencia (h/semana): Teoría: Laboratorio: Total horas en el período escolar: Créditos: Fecha de Elaboración: Flujo de Fluidos Licenciatura Ingeniería Química de mayo de 2010 Prerequisitos: Fenómenos de Transporte Recomendaciones para cursarla: Cálculo Multivariable Objetivo general: Conocer y manejar las leyes y modelos, para explicar el comportamiento macroscópico de los sistemas donde exista transferencia de momentum. Resolver problemas en los que se involucre la selección y operación de los principales medidores de flujo, bombas y mezcladores. Proporcionar los conocimientos prácticos en el manejo de flujo de fluidos Objetivo específicos: Conceptuales (conocimientos): El estudiante: Mecanismos de transporte y cantidad de movimiento. Interpreta el comportamiento de los fluidos en función de la relación esfuerzo de corte y gradiente de velocidad. Balances de cantidad de movimiento Obtener las distribuciones de velocidad para diferentes sistemas de flujo. Balances macroscópicos en sistemas isotérmicos Realizar balances macroscópicos en sistemas de flujo en ductos y camas empacadas. Pág. 1 de 6

2 Medidores de flujo y bombas Describir los diferentes tipos de medidores de flujo y bombas, para seleccionar los más adecuados. Flujo de fluidos compresibles Determinar la energía necesaria para el flujo de un gas en condiciones isotérmicas y adiabáticas. Agitación y mezclado de fluidos Identificar y clasificar equipo de mezclado y agitación, así como calcular potencia necesaria para la agitación. Identificar los parámetros adimensionales para el escalamiento de equipo de agitación. Procedimentales (habilidades): El estudiante será capaz de: Establecer mediante el análisis y modelado matemático de sistemas de ecuaciones implicados en el que hacer común de su carrera, Analizar los diferentes métodos de solución de sistemas de ecuaciones diferenciales parciales y determinar el mas optimo para cada solución en particular. Hacer uso de números complejos para solucionar problemas de vórtices de flujo Determinar con exactitud el sistema coordenado idóneo para la solución de un sistema en particular. Actitudinales (actitudes): Desarrollar en el alumno: Disposición para el aprendizaje, la búsqueda y análisis de información relevante. Responsabilidad en el cumplimiento de las actividades y tareas asignadas. Honestidad en el desarrollo de sus actividades de aprendizaje. Actitud de superación basada en el trabajo. Disposición para la colaboración y trabajo en equipo. Descripción sintética: Haciendo uso de los balances de cantidad de movimiento y balances de energía mecánica, se describe el comportamiento de un fluido dentro de una tubería o equipo de proceso, determinándose caídas de presión y potencia de la bomba requerida. Se describe el funcionamiento de los diferentes equipos para medir fluidos. Se realizan cálculos de la potencia de agitación y mezclado de fluidos. Aportación de la asignatura al Perfil del Egresado: Proporciona los fundamentos y criterios para la selección y operación de equipo de transferencia de momentum usado en el diseño de plantas químicas Pág. 2 de 6

3 Contenido y descripción de las unidades de los Temas: Unidad 0 Mecanismos de transporte y cantidad de movimiento. Unidad I Balances de cantidad de movimiento Unidad II Balances macroscópicos en sistemas isotérmicos Unidad III Medidores de flujo y bombas Descripción detallada del contenido de las unidades: Flujo laminar Flujo turbulento Flujo de transición Flujo a régimen permanente Flujo a régimen inestable Coordenadas rectangulares. Coordenadas cilíndricas Coordenadas esféricas Uso de las ecuaciones de variación para obtener distribuciones de velocidad. Conceptos de flujo potencial y capa límite. Determinación gráfica del factor de fricción para tuberías y camas empacadas. Balance de energía mecánica en sistemas isotérmicos. Pérdidas por fricción en tuberías y accesorios. Pérdidas por fricción en camas empacadas. Clasificación de los medidores de flujo. Características principales Actividades: cada una. las diferentes técnicas y establecer elementos diferenciales y volúmenes de control en los diferentes sistemas coordenados. cada una, aprender el uso de nomogramas y gráficos de factores de fricción. Pág. 3 de 6

4 y ecuaciones hidrodinámicas de los medidores de flujo. Tubo venturi. Placa de orificio. Medidor de diafragma. cada una, desarrollar la habilidad de análisis físico matemáticos para desarrollar medidores y análisis de cargas en bombas. Unidad IV Flujo de fluidos compresibles Tubo de pitot. Rotámetros. Describir las características de las bombas y compresores. Balance de energía mecánica en una bomba centrífuga. Cálculo de la potencia consumida por una bomba. Cálculo de la presión de descarga. Presión neta de succión y cavitación Ecuaciones fundamentales aplicables al flujo de fluidos compresibles. Flujo adiabático (con o sin fricción). Flujo isentrópico. Flujo compresible a través de una tobera convergente. Flujo isentrópico a través de una tobera convergente- cada una, tener la capacidad de realizar análisis de gases en la región de números Match. Pág. 4 de 6

5 divergente. Unidad V Agitación y mezclado de fluidos Evaluación del Curso: Tipo de evaluación Flujo isotérmico. Clasificación de equipo de mezclado y agitación. Cálculo de la potencia de un equipo de mezclado. Cálculo de la potencia de un equipo de agitación Escalamiento de agitadores. Porcentaje cada una, definir los conceptos y aplicarlos para la agitación de medios así como el diseño de equipos de agitación. Desarrollo del Conocimiento Exámenes parciales Examen Final Tareas Proyectos Participación en el aula Desarrollo de Habilidades Trabajo en equipo Comunicación oral y escrita Planteamiento y solución de problemas Desarrollo de Actitudes Responsabilidad Colaboración Compromiso TOTAL 100 Bibliografía: Geankoplis Christie J. Procesos de transporte y operaciones unitarias Ed. CECSA 3ª Ed Pág. 5 de 6

Franzini Joseph B., Finnemore E. Mecánica de fluidos Mc. Graw Hill 9ª Ed. 1999 Mc Cabe W. L., Smith J.C., Harriott P. Operaciones básicas de Ingeniería Química. Mc. Graw Hill 5ª Ed. Bird R. B.,Stewart W.

6 Franzini Joseph B., Finnemore E. Mecánica de fluidos Mc. Graw Hill 9ª Ed Mc Cabe W. L., Smith J.C., Harriott P. Operaciones básicas de Ingeniería Química. Mc. Graw Hill 5ª Ed. Bird R. B.,Stewart W. E., Lightfoot E. N. Fenómenos de Transporte Ed. Reverté Foust A. S.,Wenzel L. A.,Clump C. W.,Maus L., Andersen L. B. Principios de Operaciones Unitarias Ed. CECSA 1998 Universidad Autónoma de Coahuila Asignatura: Flujo de Fluidos RESPONSABLES Director Secretaria Académica Dr. Rubén García Braham Coordinador de la carrera de Ingeniero Químico M.C. María Auxiliadora Valdés Flores Diseñador de la Asignatura Ing. Ernesto Oyervides Valdez Dr. José Carlos Ortíz Cisneros Pág. 6 de 6

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