PROGRAMA DE ESTUDIO. Horas de Práctica

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1 PROGRAMA DE ESTUDIO Nombre la asignatura: FENÓMENOS DE TRANSPORTE 1 Clave:IQM04 Ciclo Formativo: Básico ( ) Profesional ( X ) Especializado ( ) Fecha elaboración: MARZO DE 2015 Horas Semestre Horas semana Horas Teoría Horas Práctica Semestre recomendado: 5 Programas académicos en los que se imparte: I.Q. Créditos Tipo Modalidad Teórica (X) Teórica-práctica ( ) Práctica ( ) Presencial ( X ) Híbrida ( ) Requisitos curriculares: Ninguno Conocimientos y habilidas previos: Conocimientos Balance Masa y Energía. Resolver problemas matemáticos empleando los conceptos aprendidos en las asignaturas Cálculo, Ecuaciones Diferenciales, Termodinámica, y Métodos Numéricos. 1. DESCRIPCIÓN Y CONTEXTUALIZACION DE LA ASIGNATURA: El Curso Fenómenos Transporte I forma parte la Etapa Disciplinaria la carrera Ingeniería Química, siendo una asignatura carácter obligatoria, que se recomienda cursarla en el 5 semestre. El curso es tipo teórico 8 créditos, por lo que se imparte durante 16 semanas con un tiempo 4 horas presenciales a la semana. Aplicar la primera y segunda Ley la Termodinámica, y realizar balances macroscópicos materia y energía. Esta asignatura proporcionará los fundamentos teóricos para el diseño equipos que transportan fluidos, y sentará las bases teóricas para un buen entendimiento los conceptos que se analizarán en la que se cursará en semestres posteriores la carrera. 2. CONTRIBUCIÓN DE LA ASIGNATURA AL PERFIL DE EGRESO La asignatura aporta al perfil egreso l Ingeniero Químico los conocimientos fluido, flujo, así como las formas representar la concentración, la temperatura, conductividad y resistencia térmica y los diferentes mecanismos transferencia. Se obtienen las correlaciones a partir los fenómenos involucrados que son usadas para resolver los problemas y termina la viscosidad, conductividad y difusividad en los diferentes tipos fluidos y particularmente en los sólidos la conductividad. Se incluye el tema superficies extendidas y el comportamiento sistemas en los que se da el mecanismo transferencia calor por radiación. 3. CONTROL DE ACTUALIZACIONES Fecha Participantes Observaciones (cambios y justificación) MARZO 2015 Dr. Roberto Flores Velázquez M.C. Miguel Aguilar Cortes Emisión l documento

2 4. OBJETIVO GENERAL Comprenr y aplicar los principios los balances microscópicos cantidad movimiento en los procesos transporte fluidos, tanto en régimen laminar, como turbulento. 5. COMPETENCIAS GENÉRICAS y/o TRANSVERSALES AL MODELO UNIVERSITARIO Generación y aplicación conocimiento Aplicables en contexto Capacidad para sarrollar pensamiento Capacidad para intificar, planear y critico y reflexivo resolver problemas Capacidad abstracción, análisis y Capacidad aplicar los conocimientos en la síntesis práctica Sociales Capacidad para la expresión y comunicación Participación con responsabilidad social Éticas Compromiso ciudadano Compromiso con la preservación l medio ambiente 6. CONTENIDO TEMÁTICO UNIDAD TEMA SUBTEMA 1 Leyes l 1.1 Estática fluidos movimiento sobre un 1.2 Presión hidrostática 1.3 Características un flujo compresible y un flujo volumen incompresible control 1.4 Cálculo la presión en un punto un fluido en reposo. 1.5 Cálculo la fuerza empuje sobre un cuerpo mediante el principio Arquímes. 1.6 Momento lineal. 1.7 Aplicaciones l momento lineal. 2 Viscosidad y 2.1 Viscosidad. ley Newton 2.2 Ley Newton la viscosidad. la 2.3 Propiedas la viscosidad cinemática. viscosidad 2.4 Cálculo la viscosidad cinemática los gases y líquidos mediante métodos gráficos y correlaciones generalizadas. 2.5 Efecto la presión y la temperatura sobre la viscosidad y la viscosidad cinemática fluidos. 2.6 Fluidos Newtonianos y no Newtonianos. 3 Balance 3.1 Esfuerzo cortante. momentum en flujo laminar 3.2 Ecuación general l balance cantidad movimiento. 3.3 Obtención perfiles velocidad y esfuerzo

3 4 Ecuaciones diferenciales flujo fluidos 5 Convección forzada en flujo turbulento cortante en un fluido contenido entre placas planas. 3.4 Obtención perfiles velocidad en un fluido que se transporta por el interior un tubo. 3.5 Problemas diversos transporte un fluido en régimen laminar con fluidos newtonianos. 4.1 Ecuación continuidad diferencial. 4.2 Ecuaciones Navier-Stokes. 4.3 Ecuación Bernoulli. 5.1 Capa límite velocidad. 5.2 Convección forzada momentum mediante el concepto la capa límite laminar. 5.3 Factor fricción. 7. UNIDADES DE COMPETENCIAS DISCIPLINARES Unidad 1: Leyes l movimiento sobre un volumen control Competencia la unidad: Aplica las leyes Newton para establecer las fuerzas que se ejercen sobre un volumen control, ya sea estático o en movimiento. Objetivos la unidad: Aplicar las Leyes Newton para establecer las fuerzas que se ejercen sobre un volumen control, ya sea estático o en movimiento. Estática fluidos, Establece los conceptos molo y Tenacidad presión hidrostática, molos matemáticos, Trabajo características un características y aplicaciones flujo compresible y un flujo incompresible. Establece criterios para clasificar las Responsabilidad Cálculo la presión en EDP un punto un fluido en Discute problemas clásicos reposo. Cálculo la ingeniería fuerza empuje sobre Realiza ejercicios don se un cuerpo mediante el proporcione la solución la EDP principio Arquímes. Momento lineal y aplicaciones l momento lineal. Estrategias enseñanza: Presentación l profesor y lluvias ias Unidad 2: Viscosidad y ley Newton la viscosidad Competencia la unidad: Deduce la ley Newton la viscosidad y conceptualiza a la viscosidad como el parámetro transporte momentum

4 Objetivos la unidad: Deducir la ley Newton la Viscosidad y conceptualizar a la viscosidad como el parámetro transporte momentum. Estimar la viscosidad gases y líquidos usando correlaciones y otras propiedas básicas l fluido problema. Caracterizar reológicamente un fluido. Estática fluidos, Tenacidad presión hidrostática, Trabajo características un flujo compresible y un flujo incompresible. Responsabilidad Cálculo la presión en un punto un fluido en reposo. Cálculo la fuerza empuje sobre un cuerpo mediante el principio Arquímes. Momento lineal y aplicaciones l momento lineal. Explica el principio los mecanismos transferencia momentum, calor y masa Define los patrones velocidad en el problema que da origen a la ley Newton Ilustra los esfuerzos a los que pue estar sujeto un elemento diferencial l fluido Visita una industria y aprecia en el proceso la influencia los fenómenos transporte particularmente el la cantidad movimiento Realiza búsqueda en internet sobre el experimento Osborne Reynolds Estrategias enseñanza: Presentación l profesor y lluvias ias Unidad 3: Balance momentum en flujo laminar Competencia la unidad: Define el esfuerzo cortante, y establece cómo actúa sobre un fluido en flujo laminar. Aplica el balance microscópico momentum l fluido a un volumen control para obtener perfiles velocidad en diversas situaciones en don intervenga el movimiento un fluido. Calcula la velocidad máxima, la velocidad promedio, el flujo y másico, así como la fuerza que ejerce el fluido sobre las pares que están en contacto con el fluido. Objetivos la unidad: Definir el esfuerzo cortante, y establecer cómo actúa sobre un fluido en flujo laminar. Aplicar el balance microscópico momentum l fluido a un volumen control para obtener perfiles velocidad en diversas situaciones en don intervenga el movimiento un fluido. A partir l perfil velocidad obtenido, calcular la velocidad máxima, la velocidad promedio, el flujo y másico, así como la fuerza que ejerce el fluido sobre las pares que están en contacto con el fluido.

5 Esfuerzo cortante. Aplica los conocimientos para Tenacidad Ecuación general l obtener perfiles velocidad y Trabajo balance cantidad esfuerzo cortante en fluidos movimiento. Perfiles velocidad y esfuerzo Es capaz resolver problemas Responsabilidad cortante en un fluido diversos transporte un fluido contenido entre placas en régimen laminar con fluidos planas. Perfiles newtonianos velocidad en un fluido que se transporta por el interior un tubo. Estrategias enseñanza: Presentación l profesor y lluvias ias Unidad 4: Ecuaciones diferenciales flujo fluidos Competencia la unidad: Expresa las leyes fundamentales l flujo fluidos. Intifica y aplica las ecuaciones Navier-Stokes en coornadas rectangulares, cilíndricas y esféricas para resolver problemas flujo fluidos en diversas coornadas espaciales. Deriva y aplica la ecuación Bernoulli a partir un análisis diferencial usando las ecuaciones diferenciales flujo fluidos. Objetivos la unidad: Expresar en forma matemática las leyes fundamentales l flujo fluidos. Intificar los componentes las ecuaciones Navier-Stokes en coornadas rectangulares, cilíndricas y esféricas. Aplicar las ecuaciones Navier- Stokes para resolver problemas flujo fluidos en diversas coornadas espaciales. Derivar y aplicar la ecuación Bernoulli a partir un análisis diferencial usando las ecuaciones diferenciales flujo fluidos. Ecuación continuidad diferencial. Ecuaciones Navier- Stokes y Bernoulli. Intifica y aplica las ecuaciones continuidad Resuelve problemas flujo fluidos en coornadas espaciales Tenacidad Trabajo Responsabilidad Estrategias enseñanza: Presentación l profesor y lluvias ias Unidad 5: Convención forzada en flujo turbulento Competencia la unidad: Establece las características un flujo turbulento. Describe la metodología l diseño termodinámico sistemas transporte fluidos. Calcula el factor fricción (analítica o numéricamente, según corresponda) en el flujo fluidos

6 Objetivos la unidad: Establecer las características un flujo turbulento. Describir la metodología l diseño termodinámico sistemas transporte fluidos. Calcular el factor fricción (analítica o numéricamente, según corresponda) en el flujo fluidos Capa límite Intifica y reconoce los conceptos Tenacidad velocidad. Convección un flujo turbulento Trabajo forzada momentum Describe la metodología l diseño mediante el concepto la capa límite termodinámico sistemas Responsabilidad laminar. Factor transporte fluidos fricción. Calcula los factores fricción Estrategias enseñanza: Presentación l profesor y lluvias ias 8. EVALUACIÓN. Documentos referencia: Reglamento General Exámenes la UAEM Reglamento la FCQeI: ARTÍCULO 80. -En las asignaturas teóricas y teórico-prácticas, la calificación que se asentará en el acta examen ordinario será el promedio ponrado mínimo 3 evaluaciones parciales y un examen carácter partamental que incluya los contenidos temáticos la asignatura. Cada evaluación parcial estará integrada por un examen parcial y las actividas inherentes a cada asignatura. 9. FUENTES DE CONSULTA. Bibliografía básica: Bird, R. (2003). Fenómenos Transporte, 2ª. Edición, Ed. Limusa-Wiley. Welty,J. R.; C. E. Wicks; R. E. Wilson. (1999). Fundamentos Transferencia Momento, Calor y Masa 2ª. Edición, Ed. Limusa-Wiley. Bibliografía complementaria: McCabe, W. L., J. C. Smith, y P. Harriott (2007). Operaciones Unitarias en Ingeniería Química, 7ª. Edición, Editorial McGraw Hill. Geankoplis, C. J. (1998). Procesos Transporte y Operaciones Unitarias, Editorial Cecsa, 3ª. Edición. Shames, I. H. (1995). Mecánica Fluidos, 3ª. Edición Editorial McGraw Hill.