Física II Tener Regularizada: Termodinámica Fenómenos de Transporte Para Rendir: Tener Aprobadas: Fenómenos de Transporte

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "Física II Tener Regularizada: Termodinámica Fenómenos de Transporte Para Rendir: Tener Aprobadas: Fenómenos de Transporte"

Esteban Romero Fidalgo
hace 5 años
Vistas:

1 Carrera: Ingeniería Química Res Nº 269/16 Asignatura: OPERACIONES UNITARIAS I Plan de Estudio: 1995 (Adecuado). NIVEL DE IMPLEMENTACIÓN: 4to Nivel DEPARTAMENTO Ingeniería Química ÁREA: Básica de la Especialidad CARGA HORARIA: 8 hs cátedra/semana RÉGIMEN DE CURSADO: cuatrimestral 1er cuatrimestre RÉGIMEN DE CORRELATIVIDADES PARA CURSAR: Para Cursar: Tener Aprobadas: Análisis Matemático II Física II Tener Regularizada: Termodinámica Fenómenos de Transporte Para Rendir: Tener Aprobadas: Fenómenos de Transporte 1. Objetivos Conocer, comprender, especificar y/o calcular equipos y sistemas de operación física de fluidos, sólidos y de la interacción de sólidos y líquidos (Ordenanza Nº 1028). Dimensionar y evaluar el funcionamiento de las instalaciones y los equipos para plantas de procesos químicos industriales donde ocurran procesos de transferencia de cantidad de movimiento. 2. CONTENIDOS MÍNIMOS (Ordenanza Nº 1028) Operaciones sin transferencia de calor. Tratamientos, operaciones y circulación de sólidos. Tratamiento y circulación de fluidos. Operaciones combinadas solidó-fluido. 1

2 3. PROGRAMA ANALÍTICO Unidad 1: Fundamento y Metodología Evolución histórica de la Ingeniería Química. Definición de Operaciones Unitarias. Clasificación de Operaciones de la industria química. Sistemas de unidades. Análisis dimensional. Grupos dimensionales. A- De las Operaciones de Fluidos UNIDAD 2: Transporte y circulación de fluidos en plantas de proceso. Ecuación de energía mecánica. Cálculo de pérdida de carga en cañerías y accesorios: métodos gráfico y analítico. Tubos, caños: normas y tipos de materiales. Diámetro óptimo de tubería. Instalación de conducciones: metálicas y plásticas. Conexiones. Accesorios. Regulación de flujo en cañería: tipos y selección de válvulas. Medidores de caudal. Cálculo de tiempo de descarga. Cálculo y diseño de redes de tuberías. UNIDAD 3: Impulsión de fluidos incompresibles: Bombas Clasificación de bombas. Bombas de desplazamiento positivo (Alternativas o reciprocantes): características significativas, aplicaciones. Descripción de equipos de desplazamiento positivo. Bombas centrífugas: características de operación, clasificación. Descripción de los diferentes equipos. Detalles constructivos más importantes: ejes, rodamientos, sellos mecánicos, acoplamientos, etc. Características de operación de bombas centrífugas. Curvas características. Puntos de operación. Regulación de caudal. Velocidad específica. Leyes de la afinidad y semejanza. Carga neta de succión positivas. Cavitación. Acoplamiento de bombas en serie y en paralelo. Potencia de una bomba. Selección de bombas. Diseño de sistema de bombeo. UNIDAD 4: Equipos para el transporte de gases: Ventiladores, Sopladores y Compresores. Definición, clasificación y características. Ventiladores: clasificación, leyes de los ventiladores, curvas características, acoplamiento de ventiladores en serie y en paralelo. Compresores de desplazamiento positivo: alternativos y rotativos. Eficiencia mecánica. Compresores centrífugos: flujo axial y radial. Características y campos de aplicación. Instalaciones de alta presión: equipos y accesorios. Cálculo de potencia, eficiencia. Curvas de funcionamiento. Selección de compresores. 2

3 UNIDAD 5: Agitación y mezcla. Definiciones, Características y Objetivos. Tipos de impulsores más importantes. Agitadores para finalidades definidas. Diseño estándar de un tanque agitado. Funcionamiento de los agitadores según el mecanismo de los esfuerzos (patrones de flujo, vórtice). Cálculo de la potencia. Cambio de escala. Mezclas de materiales. Tiempo de mezcla. Criterios de selección. B- De las operaciones con sólidos UNIDAD 6: Descripción de sólidos. Desintegración mecánica de los sólidos. Definiciones: Factores de forma. Esfericidad. Diámetro medio y distribución. Superficie específica. Superficie específica promedio. Porosidad y sus relaciones. Presentación física de la fase sólida dividida: lecho estacionario, lecho fluidizado. Desintegración mecánica: Consideraciones generales y finalidad de la reducción de tamaños. Teoría de trituración. Energía necesaria para la reducción de tamaño. Cálculo de consumo de Potencia. Métodos de operación de los equipos de reducción de tamaño. Reducción grosera de tamaño (equipos). Reducción intermedia de tamaño (equipos). Reducción fina de tamaños, equipos y condiciones de operación. Molinos ultrafinos. Cálculo aproximado de la capacidad de los quebrantadores. UNIDAD 7: Separación por tamaño. Transporte de sólidos. Objeto y definiciones. Tamizado. Sistemas de tamizado (tamizado por vía seca y húmeda). Clasificación y descripción de los principales equipos para tamizado industriales. Diámetro de corte. Capacidad, eficiencia y rendimiento de un tamiz (tamices ideales y reales). Selección de tamices. Principales equipos para transporte de sólidos. C- Operaciones combinadas solidó-fluido UNIDAD 8: Clasificación de partículas sólidos por medio de fluidos. Flotación. Aplicaciones de la mecánica del movimiento de partículas a través de un fluido: principios generales, velocidad terminal. Caída obstaculizada de partículas esféricas. Sedimentación retardada. Partículas isodrómas o 3

4 equidescentes. Clasificación y concentración hidráulica. Equipo de clasificación: Elutriador, cribas hidráulicas, mesas vibradoras o sacudidoras, etc. Flotación. UNIDAD 9: Separación mecánica basada en la fuerza gravitacional: Sedimentación. Definición. Clasificación. Sedimentación continua y discontinua. Interpretación de la sedimentación discontinua a escala laboratorio. Utilización de la información obtenida en un sedimentador discontinuo para el cálculo de un sedimentador continuo. Métodos de Coe-Clevenger e Talmadge-Fitch. Sección transversal y profundidad. Cálculo de espesadores continuos. Cálculo de sedimentadores de flujo horizontal. UNIDAD 10: Separación en fase líquida: Centrifugación. Separación en fase gaseosa: ciclones Centrifugación. Definiciones generales. Teoría de la centrífuga. Diámetro mínimo de partícula. Diámetro de corte. Flujo volumétrico de alimentación. Rendimiento. Descripción de equipos. Cálculos. Separación de sólidos por medio centrífugos. Separadores ciclónicos: cálculo y diseño. UNIDAD 11: Flujo de fluidos a través de lecho de partículas. Fluidización. Consideraciones generales. Clasificación. Fase fluida única. Ecuaciones aplicables al flujo laminar a través de lechos porosos. Cálculos. Dos fases fluidas. Saturación residual. Flujo de fluidos mojantes y no mojantes. Cálculos. Fluidización: Definiciones y Clasificaciones (Fluidización particularizada y continua). Criterios para clasificación. Cálculo de la caída de presión y velocidad mínima de fluidización. Aplicaciones y Diseño de equipos. UNIDAD 12: Filtración. Concepto general. Clasificación de los equipos. Medios filtrantes. Coadyuvantes. Teoría de la filtración. Cálculo de la velocidad operativa. Distintas formas operativas. Desarrollo técnico experimental para el diseño de los equipos. Teoría del lavado de tortas. Ultrafiltraciones ósmosis inversa. Aplicaciones. Concentraciones de soluciones por ósmosis inversa. Comparación con otros métodos. 4

5 4. BIBLIOGRAFÍA Básica: - Operaciones Unitarias en Ingeniería Química, McCabe Warren L., Smith Julian C., Harritot Peter, 7ta edición, Editorial McGraw Hill, Edición México. - Principios de Operaciones Unitarias, Foust Alan S., Wenzel, Clump, Maus, Andersen. México, CECSA (Compañía Editorial Continental), 2da edición, 10ma re impresión, Procesos de Transporte y principios de separación (incluye Operaciones Unitarias), GeankoplisChistie John, México, Grupo Editorial Patria, Cuarta edición, primera re impresión, Mecánica de Fluidos, Robert L. Mott, Editorial Pearson, 4ta. Edición. Diciembre Manual del Ingeniero Químico, Robert H. Perry, Editorial McGraw-Hill - Operaciones Básicas de la Ingeniería Química, Brown GrorgeGranger, España, Editorial Marin, S.A., Ingeniería Química. Operaciones Básicas, Volumenes 1 y 2, Coulson& Richardson. Oxford, Butterworth Heinemann, Sixth Edition, Complementaria - Problemas de Ingeniería Química, Joaquín Ocon García, Gabriel Tojo Barreuri, Editorial Aguilar, Tercera Edición. Tomo I y II. - Transport Phenomena And Unit Operations A Combined Approach. Richard G. Griskey. John Wiley and Sons, Inc New York - Cañerías para Instalaciones Industriales Válvulas, GENTILE, Oscar Sebastián, Industec Estudio Técnico. Liniers 391. Bernal (20/10/86) Hidráulicas de Tuberías. Abastecimiento de agua, redes, riego, Juan Saldarriaga, Alfaomega Colombianas S.A. Impreso México. 1ra edición, 2da re impresión Fundamento y aplicaciones de las bombas. Breier Santana. 1ra edición. Nueva Librería S.R.L. Argentina

Documentos relacionados

Para cursar: Tener Regularizada: FENÓMENOS DE TRANSPORTE Tener Aprobada: FÍSICA II ANÁLISIS MATEMÁTICO II

Para cursar: Tener Regularizada: FENÓMENOS DE TRANSPORTE Tener Aprobada: FÍSICA II ANÁLISIS MATEMÁTICO II CARRERA: Ingeniería Química Res Nº641/10 MATERIA: OPERACIONES UNITARIAS I NIVEL DE IMPLEMENTACIÓN: 4to Nivel DEPARTAMENTO: Ingeniería Química ÁREA: Básica de la Especialidad CARGA HORARIA: 8 hs/semana