PLAN DE TRABAJO. Operaciones Unitarias Diseño de Reactores JOSÉ LUIS ZAMORANO ESCALANTE. Dirección : Prolongación Velasco Galvarro No.

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1 UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO VICERRECTORADO DIRECCIÓN ACADÉMICA PLAN DE TRABAJO I.- IDENTIFICACIÓN Asignatura: SIMULACIÓN DE PROCESOS Sigla: PRQ 3232 Facultad: Carrera: NACIONAL DE INGENIERIA INGENIERÍA QUÍMICA Prerrequisitos : PRQ 3217 Nivel : Noveno Semestre Área de coordinación curricular: Horizontal : PRQ 3297 Vertical : Operaciones Unitarias Diseño de Reactores Período académico: I/2014 Carga Horaria : Nombre : 6 horas/sem. JOSÉ LUIS ZAMORANO ESCALANTE Categoría en el escalafón Docente : EMERITO Grados Académicos : Licenciatura y Maestría Dirección : Prolongación Velasco Galvarro No. 9 Teléfono : Celular : Fecha Presentación : 28 de Enero 2014

2 CG6- N1.4 CT5-N1.1,5,6 CT1-N1.1,7 II.- JUSTIFICACIÓN El desarrollo de la informática y su aplicación en Ingeniería Química, hace imprescindible que los profesionales tengan los conocimientos suficientes como para usar la computación en todas las áreas de su trabajo. III.- PROPÓSITOS El estudiante debe adquirir los conocimientos sólidos de las metodologías empleadas para resolver problemas prácticos, mediante el uso de la informática. IV.- DESCRIPTORES Introducción.- Métodos Numéricos: Búsqueda de raíces de ecuaciones no lineales; Métodos Numéricos: Solución de Ecuaciones Diferenciales Parciales.- Métodos Numéricos: Solución de Ecuaciones Diferenciales Parciales.- Software Aplicado: COMSOL.- Sistemas de Simulación.- Software Aplicado: CHEMCAD V.- COMPETENCIAS Y UNIDADES DE COMPETENCIA COMPETENCIAS 1. Diseñar plantas y procesos industriales 2. Optimizar y mejorar procesos industriales 3. Demostrar habilidades elementales en informática N UNIDADES DE COMPETENCIA Capacidad de estructurar y resolver problemas para el desarrollo de nuevos procesos Capacidad de estructurar sistemas de procesos Desarrollar diagramas de flujo con la información específica de los componentes del proceso Aplicar criterios pertinentes de optimización a los componentes del procesos Capacidad de analizar y optimizar procesos mediante modelamiento matemático Capacidad de resolver sistemas mediante técnicas de formulación de problemas Capacidad de desarrollar programas de simulación aplicados a procesos químicos Capacidad de utilizar software comercial de simulación para su aplicación en procesos

3 CG9-N1.1,2,3 4. Desempeñar con responsabilidad la profesión Capacidad de organizarse en grupos de trabajo Capacidad de estructurar tiempos para el desarrollo de proyectos de desarrollo Adaptación a diferentes ambientes de trabajo VI.- SELECCIÓN Y ORGANIZACIÓN DE CONTENIDOS Unidad 1.- Título : INTRODUCCIÓN Unidades de Competencia Capacidad de estructurar y resolver problemas para el desarrollo de nuevos procesos - Generalidades - Breve reseña histórica - Síntesis de Procesos - Modelación en Ingeniería Química o Formulación de balances o Ecuación de Continuidad. o Balance de Energía o Conservación de Cantidad de Movimiento o Ecuaciones complementarias - Unidad 2.- Título : METODOS NUMÉRICOS: BUSQUEDA DE RAICES DE ECUACIONES NO LINEALES Unidades de Competencia. Capacidad de estructurar y resolver problemas para el desarrollo de nuevos procesos Capacidad de analizar y optimizar procesos mediante modelamiento matemático Capacidad de utilizar software comercial de simulación para su aplicación en procesos

4 - Conceptos básicos. - Solución de Ecuaciones No Lineales: Principales métodos. - Solución Numérica de Sistemas de Ecuaciones No Lineales. - Aplicaciones con MATLAB Unidad 3 Título : MÉTODOS NUMÉRICOS ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS Unidades de Competencia. Capacidad de estructurar y resolver problemas para el desarrollo de nuevos procesos Capacidad de analizar y optimizar procesos mediante modelamiento matemático Capacidad de utilizar software comercial de simulación para su aplicación en procesos - Introducción - Clasificación de las ecuaciones diferenciales ordinarias - Métodos explícitos para la solución de E.D:O. - Métodos predictores-correctores - Sistemas de E.D.O. - Aplicaciones con MATLAB - Unidad 4.- Título : MÉTODOS NUMÉRICOS PARA LA SOLUCIÓN DE ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES Unidades de Competencia. Capacidad de estructurar y resolver problemas para el desarrollo de nuevos procesos Capacidad de analizar y optimizar procesos mediante modelamiento matemático Capacidad de utilizar software comercial de simulación para su aplicación en procesos

5 - Introducción - Clasificación de las ecuaciones diferenciales parciales - Condiciones iniciales y frontera - Solución de Ecuaciones Diferenciales Parciales mediante diferencias finitas - Aplicaciones con MATLAB Unidad 5.- Título : SISTEMAS DE SIMULACIÓN Unidades de Competencia. Capacidad de estructurar y resolver problemas para el desarrollo de nuevos procesos Desarrollar diagramas de flujo con la información específica de los componentes del proceso Capacidad de resolver sistemas mediante técnicas de formulación de problemas - Introducción - Tipos de enfoques - Enfoque Modular-secuencial - Bancos de datos termodinámicos - Software aplicado Unidad 6 Título : SOFTWARE APLICADO: COMSOL Unidades de competencia Capacidad de estructurar y resolver problemas para el desarrollo de nuevos procesos Aplicar criterios pertinentes de optimización a los componentes del procesos Capacidad de analizar y optimizar procesos mediante modelamiento matemático Capacidad de utilizar software comercial de simulación para su aplicación en procesos

6 - Principales características de COMSOL - dibujo de geometrías - definición de parámetros físicos - condiciones de contorno - ajuste de los subdominios - generación de acoplamientos - opciones de los resolvedores y postprocesado. - Problemas de aplicación Unidad 7 Título : SOFTWARE APLICADO: CHEMCAD Unidades de competencia Capacidad de estructurar y resolver problemas para el desarrollo de nuevos procesos Aplicar criterios pertinentes de optimización a los componentes del procesos Capacidad de analizar y optimizar procesos mediante modelamiento matemático Capacidad de utilizar software comercial de simulación para su aplicación en procesos - Principales características de CHEMCAD - Calculo de propiedades termodinámicas - Simulación de procesos unitarios - Simulación de plantas químicas - Problemas de aplicación Unidad 8 Título : TRABAJOS DE INVSTIGACION Objetivos: Incentivar a los alumnos a buscar información tanto bibliográfica, publicaciones e Internet. Los trabajos se realizarán a lo largo del semestre, de acuerdo al avance de materia. VII.- METODOLOGÍA Métodos: - Por las características de la materia se utilizan principalmente exposiciones magistrales, combinando con el diálogo y debate con los estudiantes. Actividades de Investigación e interacción social: - Está centrado a actividades de investigación Bibliográfica, publicaciones e Internet por parte de los estudiantes. Se trabajará en conocer la problemática regional.

7 VIII.- EVALUACIÓN Tipo de evaluación: - Diagnóstica - Formativa - Sistemática Aspectos a ser evaluados: - Conocimientos - Habilidades - Participación en clase - Adquisición de competencias actitudinales Número de evaluaciones: - Tres exámenes parciales (30 %) - Un proyecto final (40%) - Laboratorios (15%) - Prácticas (15%) Criterios de evaluación - En los exámenes se evalúa procedimientos y resultados - Los trabajos se evalúan correlativamente - Se evalúa continuamente - Se califica la calidad de los trabajos - Se califica la puntualidad en la entrega de los trabajos

8 IX. CRONOGRAMA ACTIVIDADES Meses Semanas UNIDAD 1 X X UNIDAD 2 X X X X UNIDAD 3 X X X X UNIDAD 4 X X UNIDAD 5 X X X UNIDAD 6 X X X UNIDAD 7 X X UNIDAD 8 X X VISITAS INDUSTRIA PRIMER PARCIAL X SEGUNDO PARCIAL X TERCER PARCIAL EXAMEN FINAL X X X X ENTREGA NOTAS X Número de semanas disponibles : 20 Fechas importantes Número de períodos de clase por semana : 2 Número de períodos de clase por gestión : 40 Inicio de clases 3 Feb ª evaluación *** Distribución : 2ª evaluación *** 3ª evaluación *** 4 períodos de evaluaciones Evaluación final *** 3 períodos para la Unidad 1 7 períodos para la Unidad 2 7 períodos para la Unidad 3 4 períodos para la Unidad 4 6 períodos para la Unidad 5 4 períodos para la Unidad 6 3 períodos para la Unidad 7 2 períodos para la Unidad 8 (***) SEGÚN CRONOGRAMA DE CARRERA

9 X.- HORAS DE DEDICACIÓN DEL ESTUDIANTE Titulación: Licenciatura en Ingeniería Química Asignatura: Simulación de procesos Estimación y organización del tiempo de trabajo a realizar por los estudiantes HORAS DE TAREAS DEDICACIÓN ESTUDIANTE Semanal Semestral 1. Numero de Horas Presénciales del Alumno en el aula 3 60 (Teoría) 2. Número de clases practicas 3. Número de horas de trabajo independiente/trabaj os académicamente dirigidos Auxiliatura Laboratorio 3 60 Seminario Tutoría Búsqueda de Información Trabajos Prácticos Académicos Trabajo de Campo 2 40 Estudio Personal 3 60 Proyecto 4. El número de Horas Evaluación inicial para la realización Parciales de exámenes Final De recuperación Total

10 XI.- BIBLIOGRAFÍA 1. Ingeniería de procesos industriales, THEODORE WILLIAMS. Biblioteca Carrera Ing. Química 2. Modeling and simulation in Chemical Engineering; R. FRANKS. Biblioteca Particular. 3. Computational methods in Chemical Engineering, HANNA. Biblioteca particular. 4. Técnicas de optimización; VALDERRAMA; Biblioteca Carrera Ing. Química (Fotocopia) 5. Simulación de procesos con PC; CREUS; Biblioteca Particular (Fotocopia). 6. Análisis y simulación de procesos, HIMMELBLAU. Biblioteca Carrera Ing. Química. 7. Métodos numéricos con MATLAB, MATHEUS. Biblioteca Carrera Ing. Química. 8. Cibernetic methods in Chemistry and Chemical Engineering, KAFAROV. Biblioteca Carrera Ing. Química. 9. Applied numérical methods with personal computers, CONSTANTINIDES. Biblioteca Particular. 10. Modelado, Simulación y Optimización de Procesos Químicos, Scenna Nicolás. Biblioteca Particular 11. Estrategia en Ingeniería de Procesos; RUDD WATSON; Biblioteca Carrera Ing. Química.