Programa Fenomenos de Transporte

5/17/2018 Programa Fenomenos de Transporte

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Planificaciones7647 - Fenmenos de Transporte

Docente responsable: LARRONDO SUSANA ADELINA

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7647 - Fenmenos de Transporte PLANIFICACIONES Actualizacin: 2/2013


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OBJETIVOSEl rol tradicional del Ingeniero Qumico relacionado especficamente a las industrias qumicas y del petrleo, hasido ampliamente superado hoy en da y, esta tendencia de ampliacin de sus campos de accin, seacrecentar en los prximos aos. Es as como los Ingenieros Qumicos estn actualmente involucrados en eldesarrollo, implementacin y puesta en marcha de procesos que estn vinculados a industrias como lafarmacutica, la alimentaria y hasta la industria de fabricacin de dispositivos electrnicos. Adems, su rol es yser fundamental en el desarrollo de tecnologas de menor impacto ambiental (green technology) y en elplanteo de estrategias de remediacin de contaminacin. Sin dudas, los Ingenieros Qumicos en el futurotendrn un rol de liderazgo en el desarrollo y la implementacin de tecnologas para la obtencin de energa quesean sustentables y permitan la continuidad de la especie humana. Es necesario entonces, que los Ingenieros Qumicos conozcan no slo las tecnologas actuales sino tambintengan un conocimiento profundo de los fundamentos fsicos y termodinmicos de los procesos detransferencia de cantidad de movimiento, energa y materia. Slo con el conocimiento profundo de losfundamentos de la disciplina podrn afrontar el necesario cambio tecnolgico que se producir en los aosvenideros.La materia Fenmenos de Transporte contiene los fundamentos fsicos de las transferencias de cantidad demovimiento (mecnica de fluidos), calor y materia que constituyen la base terica para el diseo de procesosy equipos presentes en toda planta qumica.

La esencia de esta asignatura es el establecimiento cuidadoso y compacto de los principios de conservacinjunto con las expresiones de flujo, con nfasis en las similitudes y diferencias entre los tres procesos detransporte considerados.El lenguaje de los fenmenos de transporte es la matemtica, y por lo tanto, el desarrollo de los contenidos dela asignatura se apoya en los conocimientos que los alumnos han adquirido en las materias del rea deMatemtica relativos a ecuaciones diferenciales ordinarias, en derivadas parciales y anlisis vectorialelemental. Si bien las tcnicas numricas tienen gran importancia en el estudio de estos fenmenos, sondiferidas a cursos de especializacin, no por desmerecer su obvia importancia, sino para concentrarse en lacomprensin de los fundamentos. El objetivo central de la asignatura Fenmenos de Transporte es que los alumnos puedan comprender los

fenmenos de transferencia que ocurren en la Ingeniera Qumica, por separado y en conjunto.Simultneamente, esta comprensin fsica cualitativa debe ser trasladada a una forma cuantitativa. Es decir, losalumnos aprendern a plantear los sistemas de ecuaciones que gobiernan esos fenmenos. El planteomatemtico ser realizado primeramente en forma macroscpica, como ecuaciones integrales de balanceaplicadas a volmenes de control y que se conocen con el nombre de Balances Macroscpicos. Luego, seensear el planteo de las ecuaciones diferenciales de balance a nivel microscpico, conocidas comoBalances Microscpicos. Se analizaran las condiciones iniciales y de contorno que se presentan con frecuencia,y se plantear su resolucin a casos sencillos donde se puede obtener la solucin analticamente.Adicionalmente, al estudiar la transferencia de materia, se incluyen brevemente los conceptos de reaccinqumica y de velocidad de reaccin, aplicndolos a algunos problemas sencillos, ya que el tema es de centralinters en el diseo de reactores.

CONTENIDOS MNIMOS-

PROGRAMA SINTTICO1. Nociones fundamentales: Concepto de medio continuo. Estados fsicos de la materia. Fluidos y slidos.Fuerzas de superficie y de volumen. Tensiones. Esttica de fluidos. Fluidos en movimiento. Descripcin delmovimiento del fluido: Representacin de Euler y de Lagrange. Sistemas y volmenes de control.Caracterizacin de flujos. Flujos laminares, flujos turbulentos, flujos, compresibles e incompresibles. Estadoestacionario y no estacionario.2. Balances integrales: Teorema del transporte. Conservacin de la masa. Balance de cantidad de movimiento:Segunda Ley de Newton. Conservacin de la Energa Mecnica. La ecuacin de Bernoulli. Conservacin de laEnerga: el Primer Principio de la Termodinmica. Balances macroscpicos de energa total y energa interna.

3. Balances diferenciales en Rgimen Laminar: La ecuacin de continuidad. El balance de masa diferencial porespecie. El transporte molecular de cantidad de movimiento. Definicin de Viscosidad. Ecuacin constitutiva delos fluidos newtonianos. Fluidos no newtonianos. El tensor de esfuerzos de corte. Las relaciones de Stokes.

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Las ecuaciones de Navier- Stokes. La ecuacin de la energa mecnica. El experimento de Reynolds. Teora dela capa lmite. Anlisis dimensional de las ecuaciones de variacin. Anlisis Integral de von Karman.4. Turbulencia: Turbulencia. Las ecuaciones de variacin para flujo turbulento e incompresible. El esfuerzo decorte turbulento. Expresiones empricas para el esfuerzo de corte turbulento. La viscosidad turbulenta. LaLongitud de Mezclado. 5. Transporte de interfase en la Transferencia de Cantidad de Movimiento: La fuerza de interaccin fluido-partcula. El coeficiente de arrastre alrededor de un objeto sumergido. El factor de friccin en tubos. Prdidaspor friccin en caeras y accesorios. El factor de friccin en lechos rellenos. Ley de Darcy, Blake-Kozeny yKarman-Kozeny. Ecuacin de Ergun.

6. Nociones fundamentales de la transferencia de calor: Mecanismos de transferencia de calor: Conduccin,Conveccin y Radiacin. Conduccin del calor. Ley de Fourier. Conductividad trmica. Conveccin. Ecuacin deNewton. Ley de Stefan-Boltzmann Cuerpo negro. Flujo de calor neto entre dos superficies. Mecanismoscombinados. 7. Ecuaciones diferenciales de la transferencia de calor: Ecuaciones diferenciales de energa total y energainterna. La ecuacin de la temperatura. Generacin viscosa de energa. Flujo compresible unidimensional.8. Conduccin: Conduccin en slidos en estado estacionario. Superficies planas, cilndricas y esfricas. Definicinde coeficiente global de transferencia de calor entre fluidos. Las superficies extendidas como mtodo paraaumentar la cantidad de calor transferida por unidad de tiempo entre dos fluidos. Conduccin en slidos enrgimen variable. Solucin analtica del problema de la placa plana con condicin de contorno de temperatura ode flujo calrico superficial. Soluciones para geometra cilndrica y esfrica. Evolucin de la temperatura central.Soluciones grficas. 9. Transporte de Interfase en la Transferencia de calor: El coeficiente de transferencia de calor para conveccinalrededor de objetos sumergidos. El coeficiente de transferencia de calor para conveccin forzada en tubos.Analogas de Reynolds y de Chilton-Colburn. Conveccin natural. Correlaciones para rgimen laminar yturbulento. Intercambiadores de calor. El coeficiente de transferencia de calor para lechos rellenos.Aplicaciones. 10. Transporte por radiacin: Emisin y absorcin de energa radiante. Leyes bsicas. Cuerpos negros y cuerposreales. Intercambio de energa entre cuerpos negros. Intercambio de energa entre cuerpos grises. Radiacinatmosfrica. Radiacin solar y terrestre. Balance de energa para la Tierra y para la atmsfera11. Nociones fundamentales de la transferencia de materia: Difusin molecular en fluidos. Ley de Fick de ladifusin. Estimacin de los coeficientes de difusin. Influencia de la presin y la temperatura en los coeficientes dedifusin.12. Balances diferenciales para sistemas de dos componentes: La ecuacin de continuidad para una mezclabinaria. Difusin en slidos. Difusividad Knudsen. Difusividad efectiva.

13. Transporte de materia en la interfase: Conveccin. Difusin en rgimen laminar: pelcula descendente. Teorade la capa lmite. Coeficiente de transferencia de materia para una sola fase. Correlaciones para columna depared mojada, placa plana, esferas y cilindros. Analogas entre transferencia de masa y transferencia de calor.Transferencia de masa entre dos soluciones. Concepto de equilibrioTeora de la doble pelcula. Expresin delflujo molar de interfase en funcin de la curva de equilibrio. Equipo continuo elemental de transferencia de masa(Ej. columna de absorcin). Transporte acoplado de calor, agua y vapor de agua.

PROGRAMA ANALTICO1.Nociones fundamentales Concepto de medio continuo. Estados fsicos de la materia. Fluidos y slidos. Fuerzas de superficie y devolumen. Tensiones. Esttica de fluidos. Variacin de la presin en un fluido en reposo. Aplicaciones amanometra. Variaciones de presin en la atmsfera. Fuerzas sobre superficies sumergidas. Flotacin. Fluidos en

movimiento. Descripcin del movimiento del fluido: Representacin de Euler y de Lagrange. Sistemas yvolmenes de control. Caracterizacin de flujos. Flujos laminares, flujos turbulentos, flujos, compresibles eincompresibles. Estado estacionario y no estacionario.2.Balances integrales Teorema del transporte. Conservacin de la masa. Balance integral de materia total y por especies. Ejemplos.Balance de cantidad de movimiento: Segunda Ley de Newton. Clculos de fuerzas y momentos resultantesde la interaccin fluido-slido. Conservacin de la Energa Mecnica. La ecuacin de Bernoulli. Balances de masay energa mecnica aplicados a diagramas de flujo simples de plantas de proceso. Conservacin de la Energa:el Primer Principio de la Termodinmica. Balances macroscpicos de energa total y energa interna. 3.Balances diferenciales en Rgimen LaminarLa ecuacin de continuidad. El balance de masa diferencial por especie. El transporte molecular de cantidad demovimiento. Definicin de Viscosidad. Ecuacin constitutiva de los fluidos newtonianos. Fluidos no newtonianos.Influencia de la presin y la temperatura en la viscosidad de los fluidos. Clculo de la viscosidad. El tensor de

esfuerzos de corte. Las relaciones de Stokes. La ecuacin de la cantidad de movimiento. Las ecuaciones deNavier- Stokes. Aplicaciones a la obtencin de perfiles de velocidad y esfuerzos de corte en rgimen laminar.Ecuacin de Hagen-Poiseuille. Flujo Couette. Flujo reptante. La ecuacin de la energa mecnica. El

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experimento de Reynolds. Teora de la capa lmite. Anlisis dimensional de las ecuaciones de variacin.Anlisis Integral de von Karman.4.TurbulenciaTurbulencia. Las ecuaciones de variacin para flujo turbulento e incompresible. El esfuerzo de corte turbulento.Expresiones empricas para el esfuerzo de corte turbulento. La viscosidad turbulenta. La Longitud de Mezclado. 5.Transporte de interfase en la Transferencia de Cantidad de Movimiento La fuerza de interaccin fluido-partcula. El coeficiente de arrastre alrededor de un objeto sumergido.Sedimentacin. Elutriacin. El factor de friccin en tubos. Diagrama de Moody. Prdidas por friccin en caeras yaccesorios. Caeras de seccin no circular, concepto de dimetro equivalente. Balance macroscpico de

energa mecnica y su aplicacin al diseo de caeras. El factor de friccin en lechos rellenos. Ley de Darcy,Blake-Kozeny y Karman-Kozeny. Ecuacin de Ergun. El factor de friccin en lechos rellenos.6.Nociones fundamentales de la transferencia de calorMecanismos de transferencia de calor: Conduccin, Conveccin y Radiacin. Conduccin del calor. Ley de Fourier.Conductividad trmica. Influencia de la temperatura y la presin en la conductividad trmica. Clculo deconductividades trmicas. Conveccin. Ecuacin de Newton. Coeficiente de transferencia de calor porconveccin. Radiacin. Ley de Stefan-Boltzmann Cuerpo negro. Emitancia y Absorbancia. Flujo de calor netoentre dos superficies. Mecanismos combinados. 7.Ecuaciones diferenciales de la transferencia de calor Ecuaciones diferenciales de energa total y energa interna. La ecuacin de la temperatura. Generacin viscosa deenerga. Flujo compresible unidimensional.8.Conduccin Conduccin en slidos en estado estacionario. Superficies planas, cilndricas y esfricas. Definicin de coeficienteglobal de transferencia de calor entre fluidos. El aislante como mtodo para disminuir la cantidad de calortransferida por unidad de tiempo entre dos fluidos. Anlisis particular de las geometras cilndrica y esfrica. Elconcepto de radio crtico. Las superficies extendidas como mtodo para aumentar la cantidad de calortransferida por unidad de tiempo entre dos fluidos. Concepto de eficiencia de la aleta. Anlisis de la eficienciade la aleta cuando el proceso de transferencia est controlado ya sea por la conveccin o por la conduccin.Conduccin en slidos en rgimen variable. Solucin analtica del problema de la placa plana con condicin decontorno de temperatura o de flujo calrico superficial. Soluciones para geometra cilndrica y esfrica. Evolucinde la temperatura central. Soluciones grficas. 9.Transporte de Interfase en la Transferencia de calor. El coeficiente de transferencia de calor para conveccin alrededor de objetos sumergidos. El coeficiente detransferencia de calor para conveccin forzada en tubos. Anlisis del perfil de temperatura en fluidos enmovimiento. Definicin del coeficiente de transferencia de calor. El problema de Graetz. El coeficiente de

transferencia de calor para bancos de tubos. Analogas de Reynolds y de Chilton-Colburn. Conveccin natural.Correlaciones para rgimen laminar y turbulento. Intercambiadores de calor. El coeficiente de transferencia decalor para lechos rellenos. Aplicaciones. 10.Transporte por radiacinEmisin y absorcin de energa radiante. Leyes bsicas. Cuerpos negros y cuerpos reales. Intercambio deenerga entre cuerpos negros. Intercambio de energa entre cuerpos grises. Radiacin atmosfrica. Radiacinsolar y terrestre. Balance de energa para la Tierra y para la atmsfera11.Nociones fundamentales de la transferencia de materia Difusin molecular en fluidos. Ley de Fick de la difusin. Estimacin de los coeficientes de difusin. Influencia de lapresin y la temperatura en los coeficientes de difusin.12.Balances diferenciales para sistemas de dos componentesLa ecuacin de continuidad para una mezcla binaria. Aplicaciones: difusin en estado estacionario en medio

estanco, contradifusin equimolar, difusin con reaccin qumica homognea y heterognea. Difusin molecular enestado transitorio. Difusin en slidos. Difusividad Knudsen. Difusividad efectiva.13.Transporte de materia en la interfase Conveccin. Difusin en rgimen laminar: pelcula descendente. Teora de la capa lmite. Coeficiente detransferencia de materia para una sola fase. Correlaciones para columna de pared mojada, placa plana,esferas y cilindros. Prediccin de coeficientes de transferencia. Analogas entre transferencia de masa ytransferencia de calor. Transferencia de masa entre dos soluciones. Concepto de equilibrio. Ley de Henry.Teora de la doble pelcula. Expresin del flujo molar de interfase en funcin de la curva de equilibrio. Equipocontinuo elemental de transferencia de masa (Ej. columna de absorcin). Transporte acoplado de calor, agua yvapor de agua.

BIBLIOGRAFA1- Fenmenos de Transporte, Bird Robert, Editorial Limusa Wiley 2. Ed.; ISBN: 97896818636542- Transport Phenomena, Bird R.B., Stewart W.E. and Lighthfoot E.N., John Wiley & Sons, 2ndEdition,2002, ISBN 0-471-41077-24

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3- Fundamentos de Transferencia de Momento Calor y Masa, Welty J.R., Editorial Limusa Wiley 2.Ed.;ISBN:97896818589644- Fundamentals of Momentum, Heat and Mass Transfer, Welty J.R., Wilson R.E., Wicks C.E. and RorrerG.L.,John Wiley & Sons Inc., 4th Edition, New York, USA, 2001, ISBN 978-0-471-38149-5. 5- Procesos de transporte y principios de separacin, Geankoplis, CJ, 4ta. Edicin, CECSA, 2006,ISBN9702408563.6- Introduction to Heat and Mass Transfer, Incropera F.P. & De Witt D.P., John Wiley & Sons Inc,6thEdition, New York, USA, Julio 2000, ISBN 978-0-471-45728-2.7- Fluid Mechanics,White F., 5ht Edition, Mc Graw-Hill, New York, USA, 2003, ISBN 0-07-210217-2

8- Operaciones Unitarias en Ingeniera Qumica, Mc Cabe W, Harriott P., Smith J., 6ta. Edicin, Mc. Graw-Hill,2003, ISBN 9701036484.9- Momentum, Energy and Mass Transfer in Continua, Slattery J.C., 2nd. Edition, Krieger PublishingCompany,1981, ISBN 089874-212-910- Perry's Chemical Engineers' Handbook, By: Green, Don W.; Perry, Robert H. 2008 McGraw-Hill, ISBN:978-0-07142-294-9

RGIMEN DE CURSADAMetodologa de enseanzaLa Metodologa que se propone para abordar la enseanza de la gran cantidad de conceptos involucrados enla asignatura es sin duda la de Formacin de Conceptos. As, para la comprensin fsica de los tres fenmenos de

transferencia se trata de presentar situaciones o formular preguntas conflictivas que permitan a los alumnosexpresar sus ideas sobre el tema, para que afloren las teoras previas y su relacin con conocimientosadquiridos en Fsica, Termodinmica de los Procesos e Introduccin a la Ingeniera Qumica. Sobre la base deeste escaln previo se incorporan los conceptos nuevos, se los define y se describen sus atributos esenciales,siempre anclndolos a los conceptos previos. De esta manera el alumno podr incorporarlos en su red deconocimientos de manera slida. Adems, de este proceso de incorporacin de nuevos conceptos es necesario que el alumno desarrollehabilidades para poner toda su red de conocimientos a disposicin de la resolucin de problemas especficos queocurren habitualmente en la vida profesional, ya que la Ingeniera como profesin es una actividad centrada enla prctica. La cotidianeidad del ingeniero est constituida por la resolucin de situaciones problemticas enlas cuales predomina la incertidumbre que obstaculiza la mera aplicacin de procedimientos rutinarios. Laprofesin de ingeniero requiere, por lo tanto, de una actividad terica que, tomando la prctica como punto departida, profundice en su esencia y retorne a ella logrando nuevos niveles de comprensin. De este modo la

teorizacin se vincula con una problemtica concreta a la que hay que dar solucin. Concebida la actividad profesional como se describi en el prrafo anterior, resulta imprescindible incorporaresta concepcin en las instancias formativas del futuro ingeniero y por lo tanto incorporar la prctica como ejevertebrador de su formacin. Los trabajos prcticos entendidos como prcticas de laboratorio y resolucin deproblemas, constituyen actividades que deben estar conectadas claramente con los contenidos disciplinares,de manera de resaltar la importancia de una slida base terica. Estas actividades permiten entramar losprocedimientos y metodologas de la disciplina cientfica con los aspectos conceptuales y con las estrategias deactuacin acordes con la situacin planteada. A su vez, facilitan la puesta en juego y el cuestionamiento de losconceptos preexistentes, permitiendo que se realice un proceso de reestructuracin y reconceptualizacin. En laasignatura Fenmenos de Transporte los trabajos prcticos estarn relacionados con la resolucin deproblemas. Las prcticas de laboratorio en el plan de estudios de la carrera de Ingeniera Qumica que sedesarrolla actualmente, se llevan a cabo en una asignatura especficamente dedicada a tal fin, denominadaLaboratorio de Operaciones y Procesos. De esta manera se espera lograr que los prcticos de laboratorio

tengan la importancia y relevancia que merecen, en la formacin del Ingeniero Qumico.En la resolucin de problemas es muy importante establecer siempre la referencia con la vida profesional quetendrn en el futuro, hacindoles notar la necesidad de identificar claramente qu es lo que se les estsolicitando solucionar, que informacin se les est brindando y que informacin adicional debern requerir parapoder llegar a responder lo solicitado. Adems, los alumnos debern desarrollar habilidades para poderexpresar el problema planteado a travs de ecuaciones matemticas, y resolverlas, basndose en losconocimientos previos adquiridos en las materias del rea de Matemtica.La estructuracin de la materia est afectada por las condiciones Institucionales, como la cantidad de alumnosque cursan la materia por cuatrimestre (aproximadamente 50 alumnos), la disponibilidad de aulas (escasa enel Departamento de Ingeniera Qumica), la disponibilidad horaria (la materia tiene una carga horaria de 10horas semanales dividida en 2 das de 5 horas, no siendo posible dividir la carga horaria en ms das porincompatibilidades con las otras asignaturas que deben cursar los alumnos en el mismo cuatrimestre). Sobre la base de lo puntualizado en los prrafos anteriores la actual estructura asigna el 50% del tiempo declases a las clases terico-prcticas expositivas, y el 50% restante a la discusin de problemas, por considerarde suma importancia la discusin para consolidar el anclaje y entrelazado de los conceptos. A lo largo del cursose desarrollarn cuatro tipos de actividades:

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Discusin Resolucin de problemas Bsqueda bibliogrfica (presentacin de monografas sobre temas especficos) Resolucin de problemas especiales (trabajos prcticos)En la Discusin, a partir de un problema propuesto por el docente, se analizan las condiciones generales yespecficas del problema, se identifican procesos, se plantean hiptesis simplificatorias y modelos, y por ltimose vuelca toda esa descripcin en lenguaje matemtico que permita arribar a una respuesta a la situacin

planteada. En la Resolucin de Problemas, los alumnos en grupo abordan las guas generales y/o especiales de lactedra. El docente tiene un rol de incentivacin de la discusin dentro del grupo de alumnos, y la ordena paraque se llegue a una puesta en comn final. A travs de las Bsquedas Bibliogrficas se pretende familiarizar a los alumnos con la bibliografa especficadel rea, a travs de la bsqueda en publicaciones peridicas y libros de reciente edicin de temas de inters.Se propone as, incentivar el anlisis crtico de la informacin que se encuentra en la bibliografa, estableciendorelaciones con los conceptos tericos aprendidos e identificando y anclando dentro de la red conceptual globallos conceptos nuevos que surjan de la lectura. A su vez se pretende fortalecer la expresin de las ideas pormedio del lenguaje escrito. Los documentos generados y corregidos forman parte de la bibliografa disponiblepara los alumnos. Los Problemas Especiales o Trabajos prcticos pretenden que los alumnos se enfrenten con una situacinproblemtica ms abierta y similar a las que se presentan en la vida profesional. Debern ser capaces deidentificar el problema real que se les plantea, elegir el modelo simplificatorio que lo representar y buscar lainformacin adicional que necesite para poder llegar a la solucin final. Adems, debern desarrollarconocimientos sobre el uso de algunas herramientas como el uso de simuladores y programas de clculo.El horario de clases se encuentra dividido en dos secciones:La primera, se desarrolla los das mircoles 17 a 22 horas. Corresponde a una clase terico-prcticatradicional, expositiva, pero siempre incentivando la discusin. Se pretende abordar los conceptos msimportantes dentro de cada unidad para que los alumnos adquieran las herramientas para poder abordar labibliografa recomendada y completar el programa analtico sin inconvenientes. La segunda, se desarrolla los das viernes de 17 a 22 horas, donde los alumnos resuelven en grupos de trabajolos problemas correspondientes a las guas de ejercitacin. Esta tarea se encuentra supervisada por los

ayudantes, quienes luego de la discusin de cada problema, realizarn un planteo global con las dificultadesque han observado y las soluciones propuestas.

Modalidad de Evaluacin ParcialLa Evaluacin Parcial est ubicada en la semana 10 y corresponde a los temas desarrollados en las unidades1 a 7 del programa analtico y las correspondientes actividades de problemas y trabajos prcticosdesarrollada. En ella se le plantean al alumno situaciones a resolver, en las cuales tienen que volcar losconocimientos adquiridos para plantear la solucin del problema, como as tambin llegar a una respuestanumrica correcta. La evaluacin est pensada de manera tal de lograr que los alumnos pongan en juegotodos los conocimientos adquiridos, no como compartimientos estancos, sino con vinculacin entre ellos. Se

considera aprobada la evaluacin que tiene el 60% bien resuelto tanto de los problemas numricos como delas cuestiones tericas. La evaluacin total del alumno surge de evaluar su desempeo en todas las instancias de trabajo. As, seevala su participacin en los grupos de discusin, en la realizacin de bsquedas bibliogrficas y en laresolucin de los Trabajos Prcticos. De estas evaluaciones parciales ms la nota que haya recibido en laevaluacin escrita, surgir una nota de evaluacin global. Esta evaluacin global se promediar con la nota queobtenga el alumno en la instancia de evaluacin integradora.La Evaluacin Integradora, como su nombre lo indica, trata de evaluar el grado de integracin que el alumno halogrado de los contenidos de la asignatura. Se evalan tanto destrezas de clculo como el planteo demodelos simplificatorios para resolver problemas y el desarrollo de temas tericos. Se considerar aprobadacuando el alumno haya desarrollado en forma correcta aproximadamente el 60% del total de los temas

propuestos. La Evaluacin Integradora se encuadra en la reglamentacin de cursada vigente (Resolucin CDN1975/99).

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CALENDARIO DE CLASES

Semana Temas deteora

Resolucinde problemas

Laboratorio Otro tipo Fecha entregaInforme TP

Bibliografabsica

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19/08 al 24/08

Concepto demediocontinuo.Esttica de

fluidos.Fluidos enmovimiento.Caracterizacinde flujos.Flujoslaminares,flujosturbulentos,flujoscompresibleseincompresibles.Sistemas yvolmenesde control.

Balances demasa,Balance decantidad deMovimiento

--------------- Esta asignaturano tienelaboratorio

--------------- --------------- 1), 3), 5), 7) y 10)

26/08 al 31/08

Balanceenerga total,energainterna yenergamecnica. Aplicacionesa diagramasde flujosimples deplantas deproceso

Serie deProblemas N 1

--------------- --------------- 1), 3), 5), 7) y 10)

02/09 al 07/09

Definicin deViscosidad.Ecuacinconstitutivade los fluidosnewtonianos.Fluidos nonewtonianosLasecuaciones

de Navier-Stokes. La ecuacinde la energamecnica.La ecuacinde Bernoulli.Aplicacionesa la obtencinde perfiles develocidad yesfuerzos decorte enrgimenlaminar.


------------- --------------- --------------- 1), 3), 5), 7) y 10)

09/09 al 14/09

Turbulencia.Las


TP N1 --------------- 1), 3), 5), 7) y 10)


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Bibliografabsica

ecuacionesde variacinpara flujoturbulento eincompresible. El esfuerzode corte

turbulento Teora de lacapa lmite.Anlisisdimensionalde lasecuacionesde variacin.La fuerza deinteraccinfluido-slidoen el flujoalrededor deobjetossumergidos.

El factor defriccinalrededor deobjetossumergidos.

16/09 al 21/09

El factor defriccin entubos.Prdidas porfriccin encaeras yaccesorios.Caeras deseccin nocircular,concepto dedimetroequivalente.Elexperimentode Reynolds.El factor defriccin enlechosrellenos. Leyde Darcy.Blake-Kozeny yKarman-Kozeny.Ecuacin deErgun. Elfactor defriccin enlechosrellenos.

Serie deProblemas N 3 y4

-------------- --------------- --------------- 1), 3), 5), 7) y 10)

23/09 al 28/09

Mecanismosdetransferenciade calor:Conduccin,Conveccin yRadiacin.Conduccindel calor. Ley

de Fourier.Conductividadtrmica.Clculo de


--------------- --------------- TP N1 1), 3), 5), 6) 7) y 10)


10

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Bibliografabsica

conductividades trmicas.Ecuacionesdiferencialesde energatotal y energa

interna. Laecuacin de latemperatura

30/09 al 05/10

Conduccin enslidos enestadoestacionario.Superficiesplanas ysuperficiescilndricas.Definicin decoeficienteglobal detransferenciade calor entrefluidosLasSuperficiesextendidas.Concepto deeficiencia delaaleta.Conduccin en slidosen rgimenvariable.Solucinanaltica delproblema dela placaplana concondicin decontorno detemperaturao de flujocalricosuperficial.Solucionesparageometracilndrica yesfrica.Evolucin delatemperaturacentral.Solucionesgrficas.Anlisis delperfil detemperaturaen fluidos enmovimiento.


--------------- --------------- --------------- 1), 3), 5), 6) 7) y 10)

07/10 al 12/10

Definicin delcoeficientedetransferenciade calor. Elcoeficiente

detransferenciade calor paraconveccin


--------------- --------------- --------------- 1), 3), 5), 6) 7) y 10)


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Bibliografabsica

alrededor deobjetossumergidos. El coeficientedetransferencia

de calor paraconveccinforzada entubos.Analogas deReynolds yde Chilton-Colburn

14/10 al 19/10

Conveccinnatural.Correlacionesparargimenlaminar yturbulento.Intercambiadores de calor.El coeficientedetransferenciade calor paralechosrellenos.Condensaciny ebullicin.Radiacin. Leyde Stefan-Boltzmann.Cuerponegro.Emitancia yAbsorbancia.Flujo de calorneto entredossuperficies.Mecanismoscombinados.


--------------- --------------- --------------- 1), 3), 5), 6) 7) y 10))

21/10 al 26/10

REPASO REPASO --------------- EVALUACIONPARCIAL

---------------

28/10 al 02/11

Difusinmolecular enfluidos. Leyde Fick de ladifusin.

Estimacin deloscoeficientesde difusin.Influencia dela presin y latemperaturaen loscoeficientesde difusin. Laecuacin decontinuidadpara unamezclabinariaDifusin en

estadoestacionarioen medio


TP N2 --------------- --------------- 1), 3), 5), 6) 7) y 10)


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Bibliografabsica

estanco,contradifusinequimolar.

04/11 al 09/11

Difusin conreaccinqumicahomogneayheterognea.Difusinmolecular enestadotransitorioDiufsin enslidos.DifusividadKnudsen.Difusividadefectiva


--------------- --------------- --------------- 1), 3), 5), 7) y 10)

11/11 al 16/11

Difusin enrgimenlaminar:pelculadescendente.Teora de lacapa lmite.Coeficientedetransferenciade materiapara una solafaseCorrelacionespara

columna deparedmojada,placa plana,esferas ycilindros.Prediccin decoeficientesdetransferencia


--------------- --------------- TP N2 1), 3), 5), 7) y 10)

18/11 al 23/11

Analogasentretransferenciade masa ytransferencia

de calor. --1er. Recup----

Serie deProblemas N 10PRIMERRECUPERATORIO

--------------- PRIMERRECUPERATORIO

-------------- 1), 3), 5), 7) y 10)

25/11 al 30/11

Transferenciade masaentre dossoluciones.Concepto deequilibrio.Ley deHenry. Teorade la doblepelcula.Expresin del

flujo molar deinterfase enfuncin de lacurva de


TP N3 --------------- --------------- 1), 3), 5), 7) y 10)


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Bibliografabsica

equilibrio.Equipocontinuoelemental detransferenciade masa (Ej.

columna deabsorcin)

02/12 al 07/12

Serie 11


--------------- TP N3 1), 3), 5), 7) y 10)


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CALENDARIO DE EVALUACIONES

Evaluacin Parcial

Oportunidad Semana Fecha Hora Aula

Observaciones sobre el Temario de la Evaluacin Parcial

Otras observaciones

14 de 14


1 10 17/05 17:00

2 14 14/06 17:00

3 05/07 17:00

4

La Evaluacin parcial involucra los temas del Programa Analtico incluidos en los puntos 1 a 7 inclusive y las correspondientes actividadesde problemas y trabajos prcticos desarrollada.

11/12/2013 17hs, 2do. recuperatorio de la evaluacin parcial

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