UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURAESCUELA DE INGENIERIA QUIMICA EINGENIERIA DE ALIMENTOS

I . GENERALIDADES

Asignatura : Operaciones Unitarias IPrerrequisito: Matemticas IV, Balance de Materia y EnergaCdigo : OPU-115 U.V.: 4 Plan de Estudios: 1998 Numero correlativo: 25 Ciclo: II Ao Acadmico: 2014 Duracin: 16 Semanas # de Horas/ciclo: 96 hr/clase 4 hrs. clase/semana 2 hrs. clase/semana Carrera: Ingeniera Qumica e Ingeniera de AlimentosProfesor: Ing. Fernando Teodoro Ramrez Zelaya, MAEInstructor: Ing. Miguel Francisco Arvalo Martnez, Msc

II.DESCRIPCION

1. Objetivos Generales:

1. Introducir al estudiante al estudio de las operaciones unitarias de la Ingeniera Qumica y sus aplicaciones industriales.2. Capacitar al estudiante para la aplicacin de los conceptos fundamentales de transferencia de momento y mecnica de fluidos.3. Proporcionar al estudiante los conceptos necesarios para el clculo y diseo de equipo y de sistemas de manejo y medicin de fluidos.4. Incentivar en el estudiante su creatividad y el desarrollo de criterios prcticos de aplicacin en la mecnica de fluidos.

1. Syllabus:

Operaciones unitarias, propiedades de los fluidos, esttica de los fluidos, dinmica de los fluidos, principio de continuidad, ecuacin de Bernoulli, principio de momentum o cantidad de movimiento, prdidas primarias y secundarias, cada de presin, flujo de fluidos incompresibles y compresibles, medidores de flujo, transporte de fluidos, fluidizacin, porosidad.

III .CONTENIDO DE LA MATERIA

UNIDAD 1.0: Introduccin a las Operaciones Unitarias1. Objetivos Especficos:

Identifique y clasifique las diferentes operaciones unitarias de la Ingeniera Qumica. Diferencie entre operaciones unitarias y procesos unitarios.

Contenido:

1.1 Operaciones unitarias, procesos unitarios y la Ingeniera Qumica.

UNIDAD 2.0: Esttica de los Fluidos.

1. Objetivos Especficos:

Defina lo que es un fluido y las propiedades ms importantes que rigen su comportamiento. Identifique las condiciones bajo las cuales el fluido se encuentra en equilibrio en un sistema referencial. Calcule diferencias de presin con la aplicacin de manmetros. Aplique los conceptos de la esttica de fluidos en el diseo de decantadores.

Contenido:

2.1 Definicin de fluido. Propiedades.2.2 Concepto de presin. Unidades2.3 Equilibrio hidrosttico2.4 Campo gravitacional.2.5 Campo centrfugo.2.6 Aplicaciones. 2.6.1 Manmetros 2.6.2 Decantadores.

UNIDAD 3.0: Dinmica de Fluidos. Ecuaciones Bsicas del Flujo de Fluido.

1. Objetivos Especficos:

Conozca y aplique la ecuacin bsica del balance de materia en la mecnica de fluidos. Conozca y aplique la ecuacin bsica del balance de energa en la mecnica de fluidos. Conozca y aplique el principio de conservacin en la transferencia de momentum de la mecnica de fluidos. Desarrolle clculos preliminares para el diseo de bombas y tuberas en base a las relaciones que gobiernan el flujo de fluidos.

Contenido:3.1 Patrones de flujo.3.2 Ecuacin de balance de masa. Ecuacin de continuidad.3.3 Ecuacin de balance de energa. Ecuacin de Bernoulli.3.4 Ecuacin de balance de la cantidad de movimiento

UNIDAD 4.0: Fenmenos del Flujo de Fluidos

1. Objetivos Especficos:

Defina los tipos de flujo, segn sus caractersticas. Identifique las diferentes clases de fluidos en base a su viscosidad. Analice los flujos laminar y turbulento estableciendo sus caractersticas y variables que los determinan. Establezca el campo de tensiones de corte. Comprenda el concepto de capa limite y el de formacin de la capa limite.

Contenido:

4.1 Esfuerzo cortante.4.2 Reologa4.3 Turbulencia.4.4 Flujo en capa limite.4.4.1 Formacin de capa limite4.4.2 Desprendimiento de capa lmite

UNIDAD 5.0: Flujo de Fluidos Incompresibles en Ductos y Capas Delgadas.

1. Objetivos Especficos:

Comprenda y aplique el concepto de formacin de la capa limite en ductos y capas delgadas. Identifique perfiles de velocidad de flujo en ductos y capas delgadas. Determine y cuantifique las prdidas primarias en tuberas y calcule el factor de friccin. Determine y cuantifique las prdidas secundarias que afectan al flujo en tuberas. Integre sus conocimientos sobre el clculo de perdidas primarias y secundarias para el desarrollo de problemas de aplicacin de flujo de fluidos.

Contenido:

5.1 Capa limite y formacin de capa limite en tuberas.5.2 Perfiles de velocidad en flujo en ductos y tuberas.5.3 Prdidas primarias en flujo en tuberas. 5.3.1 Aplicaciones.5.4 Prdidas secundarias en flujo en tuberas 5.4.1 Aplicaciones

UNIDAD 6.0: Clculos para la Conduccin de Fluidos Incompresibles.

1. Objetivos Especficos: Se relacione con los clculos concernientes al diseo de sistemas de tuberas. Se relacione con clculos bsicos para el diseo de medidores de flujo, bombas y ventiladores.

Contenido:

6.1 Clculos de flujo en sistemas simples y mltiples de tuberas.6.2 Clculo del dimetro econmico.6.3 Transporte de fluidos incompresibles seleccin de bombas y ventiladores.6.4 Medidores de flujo para fluido compresible.

UNIDAD 7.0: Flujo de Fluidos Compresibles

1. Objetivos Especficos:

Se relacione con los clculos bsicos para el transporte y el flujo de fluidos compresibles. Conozca equipo involucrados en el transporte de fluidos compresibles incluyendo medidores de flujo.

Contenido:

7.1 Principios del flujo de fluidos compresibles. Clculos bsicos.7.2 Transporte de fluidos compresibles: Compresores, sopla eyectores y bombas de vaco.7.3 Medidores de flujo compresibles.7.4 Clculos para el flujo de fluidos compresibles.

UNIDAD 8.0: Flujo a Travs de Cuerpos Sumergidos

1. Objetivos Especficos:

Defina los factores que afectan el paso de un fluido a travs de un cuerpo sumergido y otros tpicos relacionados con l. Dada la definicin de arrastre, la relacin con la friccin en el flujo a travs de lechos slidos y describa el movimiento de partculas a travs de fluidos. Aplique los principios fundamentales del flujo de cuerpo sumergidos a clculos de sedimentacin, fluidizacin y transporte neumtico.

Contenido:8.1 Draga o arrastre. Arrastre de forma y superficie. Coeficiente de arrastre.8.2 Sedimentacin. Aplicaciones.8.3 Flujo a travs de lechos slidos.8.4 Fluidizacin. Aplicaciones.

IV .ESTRATEGIA METODOLOGICA

4.1 Programacin de actividades

ACTIVIDADTIEMPO PROGRAMADO

1. Sesiones de exposicin terica2 Ses. semanales de 2 hr. clase c/u. (4hrs/semana)

2. Discusin de problemas1 Ses. Sem. de 2 hr. Clase. 16 ses./ciclo. 2 hr./semana

3. Laboratorios prcticos.6 Sesiones de 3 hrs clase c/u.

4. Consulta ex-aula (con profesor e Instructor.Se planificara en base a horario del profesor e instructor.

5. Trabajos ex-aula y talleres.Depender de la naturaleza de la actividad

Total ............. 114 horas clase/ciclo

4.2 Sistema de Evaluacin

EVALUACIONCONT. EN UNIDSTEMATICAS%FECHARESPONSABLE

a.Exmenes parciales1 Parcial

2 Parcial

3 Parcial

1.0 y 2.0 3.0 , 4.0 y 5.0

6.0 , 7.0 y 8.0

10 %

30 %

30 %

Semana 725 de Sep

Semana 1230 de Oct

Semana 174 de Dic

El Profesor

b. Trabajos exaula, TalleresAsociados a lasdiferentes unidades10 %Durante el Ciclo.El Profesor

c. Exmenesde discusin.Asociados a cada parcial10 %Durante el Ciclo.El instructor

d. Laboratorios1. Propiedades de los fluidos.2. Nmero de Reynolds3. Determinacin de perdidas hidrulicas4. Construccin de una bomba5. Flujo a travs de un orificio.6. Determinacin de caudal de un rio.

10 %

Durante elCiclo

El instructor

V .BIBLIOGRAFA

1 .Brown, G.G. y Asoc,(1965); Operaciones Bsicas de la Ingeniera Qumica, Edit.l Marin, S.A., Barcelona2 .Campos Romero, A.O., (1982); Elaboracin de un Cuaderno de Ctedra para ser Utilizado en la Asignatura Operaciones Unitarias, Trab. de Grad. UES, FIQ.3 .Christie J. Geankoplis, (1986); Procesos de Transportes y Operaciones Unitarias, Edit. CESSA, S.A. Mxico.

4 .Foust, A.S.; Wensel, L.A. y Clump, C.V., (1983). Principles of Unit Operations, Editorial CECSA, S.A., Mxico

5 .Fox, R.W., Mc. Donald, A.T. (1983); Introduccin a la Mecnica de los Fluidos. Nueva Editorial Interamericana S.A. de C.V., 2 Edicin, Mxico.

6 .John J. Bertin, (1986); Mecnica de Fluidos para Ingenieros, Editorial Rentice-Hall, Mxico.

7 .Mataix Claudio, (1982); Mecnica de Fluidos y Mquinas Hidrulicas, Editorial Harla, 2 Edicin, Mxico.

8 .Mc. Cabe, W.L. y Simith, J.C. (1991), Operaciones Bsicas de Ingeniera Qumica, Mc. Graw-Hill, Book Co., 3 Edicin. New York (hay una nueva edicin).

9 . Streeter, V.L., (1981); Mecnica de Fluidos, Mc.Graw-Hill, Book Co., 6 Edicin, Mxico.

10. Valiente Barderas, A., (1990); Problemas de Flujo de Fluidos, Editorial Limusa, 1 Edicin, Mxico.

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