UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA SILABO I. DATOS GENERALES 1.1 Asignatura 1.2 Código de la Asignatura 1.3 Semestre Académico 1.4 Ciclo 1.5 Créditos 1.6 Horas de Teoría 1.7 Horas de Práctica 1.8 Duración 1.9 Pre Requisito 1.10 Profesor de Teoría 1.11 Profesor de Práctica : FENÓMENOS DE TRANSPORTE : IG304 : 2011-B : VI : 05 : 04 : 03 : 17 Semanas : IG301, IG303 : Dr.. Ing. Luis Carrasco Venegas : Prof. Bernardino Ramírez Durand II. SUMILLA 2.1 Naturaleza de las Asignatura Fenómenos de Transporte es una asignatura básica para el estudio de la operaciones unitarias difusionales de carácter teórico-práctico, el que permite modelar diversos fenómenos físicos y químicos mediante el manejo adecuado de las ecuaciones de conservación. 2.2 Síntesis del Contenido Viscosidad. Conductividad térmica. Difusividad másica. Balance de cantidad de movimiento, energía y materia aplicado a un volumen de control. Balance de cantidad de movimiento, energía y materia con aplicación de las ecuaciones de variación y conservación. Transporte simultáneo de movimiento, energía y materia. masa. Transporte en flujo turbulento. Coeficiente de transferencia de calor. Coeficiente de transferencia de III. OBJETIVOS 3.1 Objetivo General Modelar en forma adecuada los fenómenos físicos y químicos de mayor frecuencia en el campo de la Ingeniería Química, específicamente en los fenómenos de transferencia. 3.2 Objetivos Específicos a) b) Predecir las propiedades de transporte, mediante el uso de correlaciones. Representar matemáticamente fenómenos físicos y químicos sencillos, mediante el manejo adecuado de los volúmenes de control. c) d) e) Comprender los mecanismos de transporte de cantidad de movimiento, energía y materia en forma individual y simultánea. Modelar los fenómenos de transporte, mediante el uso de las ecuaciones de conservación. Concatenar los conceptos de las propiedades de transporte con los cursos de termodinámica e Ingeniería de las Reacciones Químicas. IV. PROGRAMA DE CONTENIDOS PRIMERA SEMANA.- Introducción al algebra vectorial: operaciones con escalares vectores y tensores (producto puntos punto, aspa y diádico). Operaciones diferenciales y teoremas integrales con vectores y tensores. SEGUNDA SEMANA.- Viscosidad y mecanismo de transporte de cantidad de movimiento. Ley de Newton de la viscosidad. Fluidos no newtonianos. Influencia de la presión y la temperatura sobre la viscosidad. Teoría de la viscosidad de los gases y líquidos. Distribución de velocidad en flujo laminar. Balances envolventes de cantidad de movimiento. TERCERA SEMANA.- Flujo de tuberías, película descendente, corona circular. Flujo adyacente de fluidos inmiscibles, otras aplicaciones. CUARTA SEMANA.- Ley de Fourier de la conducción del calor. Variación de la conductividad calorífica con la presión y la temperatura. calorífica de los líquidos y sólidos. QUINTA SEMANA.- Distribución de temperatura en sólidos y fluidos en flujo laminar. Balance de energía en una envoltura. Condiciones límite. Diversas aplicaciones. SEXTA SEMANA.- Difusividad y mecanismo del transporte de materia. Ley de Fick de la difusividad. Variación de la difusividad con la presión y temperatura. Teoría de difusión de gases a baja densidad. Difusión de líquidos. SÉPTIMA SEMANA.- Balance de materia en una envoltura. Difusión a través de una película gaseosa estancada. Difusión con reacción química homogénea y heterogénea. Difusión con reacción química en el interior de un catalizador poroso. OCTAVA SEMANA.- 1° EXAMEN PARCIAL. NOVENA SEMANA.- La ecuación de variación para sistemas isotérmicos. Ecuaciones de continuidad, movimiento y energía mecánica. DÉCIMA SEMANA.- Ecuaciones de variaciones en coordenadas curvilíneas. Ecuaciones de Bernoulli. DÉCIMO PRIMERA SEMANA.- Las ecuaciones para sistemas no isotérmicos. curvilíneas. Ecuaciones de energía. Ecuación de energía en coordenadas Teoría de la conductividad calorífica de los gases a baja presión densidad. Conductividad DÉCIMO SEGUNDA SEMANA.- Las ecuaciones de variación para sistemas de varios componentes. La ecuación de continuidad para una mezcla binaria. DÉCIMO TERCERA SEMANA.- La ecuación de continuidad de un componente en coordenadas curvilíneas. sistemas. Balance de energía en diversos Factor de fricción en sistemas de flujo, determinación de los coeficientes de transporte de energía y materia. DÉCIMO CUARTA SEMANA.- Tópicos especiales. Aplicación del análisis vectorial y tensorial a los fenómenos de transporte. Desarrollo de la teoría de capa límite. Fenómenos de transferencia en dos dimensiones y en estado no estacionario. Soluciones numéricas de diversas aplicaciones típicas en fenómenos de transporte. DÉCIMO QUINTA SEMANA.- Transferencia de momento, calor y masa simultáneos. Deducción de las ecuaciones de diseño de reactores mediante el uso de las ecuaciones de variación y continuidad. DÉCIMO SEXTA SEMANA.- 2° EXAMEN PARCIAL. DÉCIMO SÉPTIMA SEMANA.- EXAMEN SUSTITUTORIO. IV. PROCEDIMIENTO DIDÁCTICO La parte teórica de la asignatura se desarrollará en forma expositiva, resolviendo problemas de aplicación. Las prácticas se desarrollarán en forma de talleres que permiten al estudiante resolver los problemas planteados y al mismo tiempo analizar los resultados. VI. EQUIPOS Y MATERIALES Para el buen desarrollo de la asignatura se requiere de los siguientes materiales: a) b) Calculadora científica y computadora provista de un software de lenguaje de programación y graficadotes. Proyector de transparencias. VII. SISTEMA DE EVALUACIÓN El promedio final se obtendrá del promedio aritmético de las siguientes notas: Peso 1° Examen parcial (1° EP) 2° Examen parcial (2° EP) Promedio de trabajos semanales(PTS) Promedio de práctica calificada (PP) 1.0 1.0 1.0 1.0 Promedio Final = (1º EP+ 2º EP + PTS + PP) / 4 >=11 Se tomará un examen sustitutorio que permita reemplazar la nota más baja del 1° ó 2° examen parcial. Por otro lado, en base al rendimiento global, el profesor podrá ponderar la nota final multiplicando por un factor mayor a la unidad. Asimismo se asignarán trabajos semanales individuales o grupales, los cuales permitirán bonificar un determinado puntaje sobre sus exámenes parciales y/o finales. VIII. BIBLIOGRAFÍA 1) BIRD, R.; STEWART, W.; LIGHTFOOT, E., “FENÓMENOS DE TRANSPORTE”, Edit. Reverté S. A., Barcelona 1982. 2) CARRASCO, L., “TRANSFERENCIA DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO, CALOR Y MASA”, Primera Edición, Editorial San Marcos, Lima 2005. 3) THEODORE, L., “TRANSPORT PHENOMENA FOR ENGINEERS INTERNATIONAL TEXT BOOK COMPANY COLLEGE DIVISION, INTEXT”, Educational Publishers, Londres. 4) WELTY, Ch.; 1991. WIEKS, Ch.; WILSON, R., “FUNDAMENTOS DE TRANSFERENCIA DE MOMENTO, CALOR Y MASA”, Limusa, México, 5) HINES, A.; MADDOX, Y R., “TRANSFERENCIA Edit. DE MASA, – Hall FUNDAMENTOS APLICACIONES”, Prentice Hispanoamericana S.A., México 1990. 6) FALLEN, R.W., “FUNDAMENTALS OF TRANSPORT PHENOMENA”, Edit. Mc Graw Hill Book, Company, New York, 1993. 7) COSTA, E., “INGENIERÍA QUÍMICA II FENÓMENOS DE TRANSPORTE”, Edit. Alambra, Madrid – España 1984.