Silabo De Operaciones Y Procesos Unitarios.pdf

SILABO DEL CURSO

OPERACIONES Y PROCESOS UNITARIOS 1.

2.

DATOS GENERALES: 1.1. Facultad 1.2. Carrera profesional 1.3. Departamento 1.4. Tipo de curso 1.5. Requisito 1.6. Ciclo de estudios 1.7. Duración del curso Inicio Término 1.7 Extensión horaria 1.8. Créditos 1.9. Período lectivo 1.10 Docente 1.11. Correo electrónico

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Ingeniería Ingeniería Industrial

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Ingeniería

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Obligatorio Termodinámica VI 18 semanas 17 de Marzo de 2008 19 de Julio de 2008

3 horas / semana 04 2008-I Ing. Miguel Alcalá A. [email protected]

FUNDAMENTACION: El curso de Operaciones y Procesos Unitarios contiene los conceptos y cálculos para el diseño de operaciones de transferencia de cantidad de movimiento como el transporte de fluidos incompresibles y fluidos compresibles; de transferencia de calor como intercambiadores de calor, evaporadores y calderas; de transferencia de masa como humidificación, secado, extracción, absorción y destilación. Balance de materia. Balance de energía. Mecanismos de transferencia de cantidad de movimiento. Mecanismo de transferencia de calor. Intercambiadores de calor. Mecanismos de transferencia de Masa en la interfase. Sistemas de componentes múltiples.

3.

COMPETENCIA El alumno, instruido en las operaciones y procesos unitarios estará capacitado para percibir las analogías entre las muchas operaciones unitarias, siendo más fácilmente adaptable a los cambios y por ende al progreso tecnológico. El alumno estará familiarizado con tipos de equipo pesado, muy diversificado, las piezas más importantes de ese equipo se mostraran mediante dibujos, fotografías y visitas a Plantas Industriales.

4.

OBJETIVOS ESPECIFICOS DEL CURSO 1. Formular y resolver balances de masa y energía en los procesos de fabricación de productos como el azúcar, cerveza, cemento, papel, vinos, lácteos, harina de pescado, conservas de frutas y hortalizas. 2. Especificar y verificar el comportamiento de equipos de proceso instalados, ejemplo: a. Bombas centrifugas, para el transporte de fluidos como agua, aceites, lechadas, jarabes, combustibles líquidos, etc. b. Intercambiadores de calor, para calentar o enfriar fluidos.

c. Evaporadores para separar un disolvente volátil como el agua de un soluto no volátil, como sacarosa, sal u otro material en solución. 3. Dirigir procesos industriales, controlar los estándares de producción y mantener o mejorar la eficiencia del proceso. 5.

CONTENIDOS CONCEPTUALES • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Cálculos de ingeniería Balance de masa Balance de Energía Sistemas de bombas de proceso. Diferencia media logarítmica de temperatura Viscosidad. Conductividad térmica. Flujo de fluido refrigerante. Flujo de fluido de calentamiento. Curso de fluidos. Resistencia a la incrustación Coeficiente de película de transferencia de calor. Coeficiente total de transferencia de calor. Área de transferencia de calor. Intercambiadores de calor de doble tubo Intercambiadores de calor de casco y tubo Evaporadores Humedad molar. Humedad absoluta. Humedad relativa. Temperatura húmeda Temperatura de saturación adiabática. Diagrama psicrométrico Humidificación

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CONTENIDOS PROCEDIMENTALES • Seleccionan casos de un proceso industrial local. • Elaboran un diagrama de bloques, evalúan y determinan las distintas corrientes. • Investigan, exploran y sintetizan gráficamente un proceso industrial. • Toman apuntes e incluyen diagramas de visita de planta industrial. • Resuelven con métodos gráficos. • Generan la configuración de equipos para la transferencia de calor. • Resuelven a través del ejercicio de diseño de equipos para la transferencia de masa. • Generan la configuración de equipos para la transferencia de masa.

7.

CONTENIDOS ACTITUDINALES • • • • • • • •

Responsabilidad individual y colectiva. Disposición a la investigación y a la búsqueda de información adicional. Actitud crítica para el análisis de problemas. Valoración de los conocimientos adquiridos. Disposición al trabajo en equipos multidisciplinarios. Disposición a ser reflexivos y creativos. Responsabilidad en las consideraciones de ahorro energético. Búsqueda de identidad local.

8.

METODOLOGIA GENERAL DEL CURSO

Las principales estrategias, técnicas y materiales a utilizar, así como el rol del docente y el alumno en el desarrollo del curso se explican a continuación: Visita a planta industrial Trabajo de campo

Aprendizaje basado en problemas

9.

Levantamiento de información para el balance de materia Formular los pasos que constituyen un proceso industrial y especificar la condición exacta para llevarse a efecto cada paso. Formulación de las especificaciones de equipos de procesos industriales.

PROGRAMACION

Unidad y su Objetivo Semana UNIDAD 1: 01, 02, 03 BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA (17 Marzo – 5 Abril) Duración: 5 semanas 3 04 ,05 (7- 19 Abril)

Temas Introducción. Balance de materia Operaciones Unitarias. Conceptos Básicos Análisis de balance de materia. Resolución de problemas de balance de materia. PRIMERA PRÁCTICA CALIFICADA (T1)

Balance de energía Análisis de balance de energía. Resolución de problemas de balance de energía. FUENTES BIBLIOGRÁFICAS: [1] CAPITULOS: 1, 3, 5

UNIDAD 2: TRANSFERENCIA DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO Duración: 4 semanas

UNIDAD 3: TRANSFERENCIA DE CALOR Duración: 5 semanas

06, 07, 08 (21 Abril – 10 Mayo) 06 09 (12 – 17 Mayo) 10 (19 – 24 Mayo) 10 11 (26 – 31 Mayo) 12, 13 (2. – 14 Junio) 12 14, 15 (16 - 28 Junio)

UNIDAD 4: TRANSFERENCIA DE MASA Duración: 1 semana

14 16 (30 Junio – 5 Julio)

Mecanismos de transferencia de cantidad de movimiento. Clasificación y propiedades de fluidos. Flujo incompresible y flujo compresible Bombas de transporte de fluidos. tipos FUENTES BIBLIOGRÁFICAS: [1] CAPITULOS: SEGUNDA PRÁCTICA CALIFICADA (T2)

EXAMEN PARCIAL Trabajos de investigación Diagramas de Procesos industriales TERCERA PRÁCTICA CALIFICADA (T3)

Mecanismo de transferencia de calor Intercambio de Calor, sin cambio de fase, con cambio de fase. Intercambiadores de calor Intercambiador de calor de doble tubo. CUARTA PRÁCTICA CALIFICADA (T4)

Intercambiador de calor de coraza y tubo Evaporadores de simple efecto, de doble efecto. FUENTES BIBLIOGRÁFICAS: [2] CAPITULOS:6 , 7 QUINTA PRÁCTICA CALIFICADA (T5)

Mecanismos de transferencia de Masa en la interfase Procesos de separación Humidificación, Secado Extracción, Adsorción Sistemas de componentes múltiples Absorción, Destilación FUENTES BIBLIOGRÁFICAS: [3] CAPITULOS: 7, 12

17 (7 – 12 Julio) 18 (14 – 19 Julio)

EXAMEN FINAL EXAMEN SUSTITUTORIO

SISTEMA DE EVALUACIÓN DEL CURSO

10.

El cronograma de la evaluación continua del curso es el siguiente: ESPECIFICACIÓN DE TRABAJOS DEL CURSO Descripción

T

T1 T2 T3 T4 T5

Cálculos básicos y balance de masa Sistema bombeo caso del agua Diagrama de equipos de procesos industriales Intercambiadores de calor doble tubo Intercambiadores de calor casco y tubo

Semana

3 6 10 12 14

El peso de cada T es: EVALUACIÓN T01 T02 T03 T04 T05 TOTAL

PESO (%) 10 15 20 25 30 100%

ESCALA VIGESIMAL 1,2 1,8 2,4 3,0 3,6 12

Los pesos ponderados de las clases de evaluación son los siguientes: EVALUACIÓN PARCIAL CONTINUA FINAL TOTAL

PESO (%) 20 60 20 100%

ESCALA VIGESIMAL 4 12 4 20

La Evaluación Sustitutoria evalúa toda la temática desarrollada en el semestre y se rinde la semana consecutiva al término de los exámenes finales y su nota reemplazará, necesariamente, a la nota de un Examen (Parcial o Final) o a la nota de un T (Evaluación Continua), de tal manera que el resultado final sea favorable al alumno.

11.

BIBLIOGRAFIA OBLIGATORIA ## 1

2

3

CÓDIGO

AUTOR

530.475/H55P HIMMELBLAU, DAVID M. 536/K44

530.475/T79

TITULO PRINCIPIOS BASICOS Y CALCULOS EN INGENIERIA QUIMICA

KERN, DONALD

PROCESOS DE TRANSFERENCIAS DE CALOR

TREYBAL, ROBERT E

OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE MASA

12.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA ## 1

2

3

14.

CÓDIGO 530.475/F78

AUTOR FOUST, ALAN Y OTROS

TITULO PRINCIPIOS DE OPERACIONES UNITARIAS.

664/V21

VALIENTE BARDERAS, ANTONIO

PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA

620.18/D86

DOYLE, LAWRENCE E.

MATERIALES Y PROCESOS DE MANUFACTURA PARA INGENIERIA

Direcciones Internet: FPSA: http://www.fpmsa.org/. Asociación de fabricantes de equipos industriales de EEUU. Sistemas de bombeo: http://www.sistemasdebombeo.com/ Sistemas de bombeo. MATCHE: http://www.matche.com/EquipCost/Index.htm Matches' Process Equipment Cost Estimates NIST: http://webbook.nist.gov/chemistry/form-ser.html Búsqueda de datos de especies por Fórmula Química