Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología
Universidad Nacional de San Luis
FACULTAD DE QCA. BCA. Y FARMACIA

ANEXO II

PROGRAMA DEL CURSO: FENOMENOS DE TRANSPORTE

DEPARTAMENTO DE:   QUIMICA
AREA: Quimica TecnologicaAÑO: 2002 (Id: 1334)
Estado: Aprobado

 

I - OFERTA ACADÉMICA

CARRERAS PARA LAS QUE SE OFRECE EL MISMO CURSO

PLAN DE ESTUDIOS
ORD. Nº

CRÉDITO HORARIO

   

SEM.

TOTAL

LICENCIATURA EN QUIMICA3/9913105

II - EQUIPO DOCENTE

Funciones

Apellido y Nombre

Total hs en
este curso

Cargo y Dedic.

Carácter

Responsable

MARCHESE, JOSE32  hs.PROFESOR TITULAR EXC.Efectivo
ColaboradorACOSTA, ADOLFO ORLANDO25  hs.PROFESOR ADJUNTO EXC.Efectivo
ColaboradorCAMPDERROS, MERCEDES EDITH25  hs.PROFESOR ADJUNTO EXC.Efectivo
Jefe Trab. Prác.OCHOA, NELIO ARIEL28  hs.JEFE DE TRABAJOS PRAC. EXC.Efectivo

III - CARACTERÍSTICAS DEL CURSO

CREDITO HORARIO SEMANAL
MODALIDAD
REGIMEN

Teórico/

Práctico

Teóricas

Prácticas de

Aula

Práct. de lab/ camp/

Resid/ PIP, etc.

1b
105 Hs.
 Hs.
 Hs.
 Hs.
Asignatura
Otro:  Bimestral
Duración: 8 semanas
Período del 29/07/02 al 20/09/02

IV.- FUNDAMENTACION

El alumno debe poseer conocimientos previos impartidos en el area de Química Física, además de las herramientas matemáticas que permiten iniciar al alumno en el tratamiento de los denominados fenómenos de transporte.
Los fenómenos de transporte están definidos como aquellos fenómenos que están relacionado con procesos en los que se transporta una entidad física desde un punto a otro en un extenso conjunto de moléculas. Además del gran interés en estos fenómenos es que pueden actuar como posible etapa determinante de velocidad en reacciones químicas industriales,y la economía de muchas operaciones químicas está determinada por el proceso de transporte mismo.
Los conceptos impartidos en esta asignatura constituyen una base para las demás asignaturas de Tecnología Química de la Carrera.


V.- OBJETIVOS

- Impartir conocimientos básicos del tema denominado, “Fenómenos de Transporte”, mediante el tratamiento del Transporte de Cantidad de Movimiento, Transporte de Energía y Transporte de Materia.
- Enseñar el modo de predecir los coeficientes de cada una de estas propiedades.
- Aplicar la transferencia de cantidad de movimiento, calor y materia a través de una interfase, que implique un cambio en la composición de soluciones y mezclas, como son las operaciones de transferencia de masa.

 


VI. - CONTENIDOS

 Tema 1: Transporte Generalidades.
Objeto del estudio del fenómeno de transporte. Propiedades transportadas. Transporte y las operaciones básica de la industria. Transporte y Planta piloto. Generalidades sobre mecánica de fluidos. Estática. Cinemática: ecuación de continuidad. Deducción por balance diferencial. Expresión en coordenadas cilíndricas, esféricas. Notación vectorial.

 Tema 2: Transporte de Cantidad de Movimiento
Coeficiente de viscosidad: Ley de Newton. Predicción del coeficiente de viscosidad para gases a elevada presión. Diagramas generalizados. Gases a baja presión. Coeficiente de viscosidad a partir de la teoría cinética. Predicción a partir de los parámetros de Lennard-Jones. Viscosidad de líquidos. Fluidos no-newtonianos. Diferentes modelos. Análisis diferencial del Transporte de Cantidad de Movimiento: Ecuación general en función de la densidad de flujo de cantidad de movimiento. Ecuación general en función de los gradiente de velocidad, forma vectorial. Ecuación de Navier-Stokes. Expresión de la ecuación general de conservación de cantidad de movimiento en coordenadas cilíndricas y esféricas. Aplicaciones de la ecuación general de conservación de cantidad de movimiento.

 Tema 3: Transporte Interfacial de Cantidad de Movimiento.
Análisis Empírico de Cantidad de Movimiento: Grupos adimensionales. Método de diseño por coeficientes de transferencia. Transporte interfacial de cantidad de movimiento. Factores de fricción para tuberías y esferas sumergidas en fluidos.

 Tema 4: Transporte de Energía
Coeficiente de conductividad térmica: Ley de Fourier. Predicción del coeficiente de conductividad térmica para gases a elevada presión. Diagramas generalizados. Gases a baja presión. Coeficiente de conductividad térmica a partir de la teoría cinética. Predicción a partir de los parámetros de Lennard-Jones. Conductividad térmica de líquidos. Conductividad térmica de sólidos. Análisis diferencial del Transporte de Energía: Ecuación general de la conservación en función de las densidades de flujo de energía y cantidad de movimiento. Ecuación general en función de los gradientes de temperatura y velocidad. Ecuaciones de energía simplificadas. Expresiones en coordenadas cilíndricas y esféricas. Aplicación de la Ecuación General de Conservación de la Energía.

 Tema 5: Transporte Interfacial de Energía
Análisis empírico: Convección natural. Convección forzada. Grupos adimensionales. Método de diseño por coeficientes de transferencia. Transporte interfacial de calor. Coeficiente de transmisión de calor para flujo en tubos y flujo alrededor de objetos sumergidos. Coeficientes de transmisión de calor para convección forzada en tubos.

 Tema 6: Transporte de Materia:
Coeficiente de difusión de materia: Ley de Fick. Predicción del coeficiente de difusión para gases a elevada presión. Diagramas generalizados. Gases a baja presión. Coeficiente de difusión a partir de la teoría cinética. Predicción a partir de los parámetros de Lennard-Jones. Difusividad de materia en líquidos. Diferentes formas de expresión e interrelación de las densidades de flujo de materia. Análisis diferencial de Transporte de Materia: Ecuación para mezclas binarias en función de la densidad. Ecuación de continuidad en función de las concentraciones de los componentes. Forma vectorial. formas simplificadas. Expresión en coordenadas cilíndricas y esféricas.

 Tema 7: Transporte Interfacial de Materia
Análisis Empírico: Transporte intefacial de materia. Método de diseño por coeficientes de transferencia. Transporte interfacial de materia en sistemas binarios. Coeficientes de transferencia de materia individuales. Predicción de los coeficientes de transporte de materia. Coeficientes totales de transferencia de materia. Otras teorías de transporte interfacial de materia. Analogías: Relaciones entre transferencia de calor, masa y cantidad de movimiento. Correlaciones.


VII. - PLAN DE TRABAJOS PRÁCTICOS

TRABAJOS PRACTICOS DE AULA:
Problemas sobre: Transporte de Cantidad de Movimiento, transmisión de Calor, transporte de Materia, Predicción de Coeficiente de Transporte y Análisis Dimensional.

TRABAJOS PRACTICOS DE LABORATORIO:
1. Determinación de Viscosidad de Líquidos. Curva de fluidez.
2. Determinación del Coeficiente de Transferencia de Calor (U), en un intercambiador con flujo de agua en contra corriente.
3. Determinación del Coeficiente de Transferencia de Materia en un sistema sólido-líquido1


VIII - RÉGIMEN DE APROBACIÓN

Reglamento interno del Curso FENOMENOS DE TRANSPORTE

REGIMEN PARA ALUMNOS REGULARES

1. INSCRIPCION: Podrán inscribirse y cursar como regulares aquellos alumnos que hayan aprobado los trabajos prácticos de Química Física II
2. TRABAJOS PRACTICOS: La asistencia a los trabajos prácticos es obligatoria.El alumno deberá aprobar en primera instancia el 80% de los trabajos prácticos, debiendo tener al finalizar el curso el 100% de los mismos aprobados.
3. EVALUACIONES PARCIALES Y RECUPERACIONES: Se realizarán (3) Examinaciones parciales escritas sobre problemas de aula y trabajos prácticos de laboratorio. El alumno tendrá derecho a (4) recuperaciones. El alumno que trabaja y la alumna que es madre de un hijo menor de 6 años, tendrán derecho a una recuperación más sobre el total de la Evaluaciones Parciales establecida.
4. EXAMEN FINAL: Podrán rendir el exámen final de la asignatura los alumnos que hayan regularizado la presente asignatura y además hayan aprobado el examen final de la asignatura Química Física II.

REGIMEN PARA ALUMNOS PROMOCIONALES

1. INSCRIPCION: Podrán cursar por el Régimen de Promoción de la asignatura, los alumnos que hayan aprobado el examen final de la asignatura Química Física II
2. CLASES TEORICAS: Para mantener la condición de alumno promocional deberá asistir al 80%de las actividades teórico-prácticas programadas.
3. TRABAJOS PRACTICOS: El alumno deberá aprobar en primera instancia el 80% de los trabajos prácticos, debiendo tener al finalizar el curso el 100% de los mismos aprobados.
4. EVALUACION PARCIALES Y RECUPERACIONES: Se realizarán (3) evaluaciones parciales teóricas escritas y (3) evaluaciones parciales de trabajos prácticos escritas, las cuales comprenderán la totalidad de los temas del Programa de Exámen de la Asignatura. El alumno tendrá derecho a recuperar (1) Evaluación de Teoría y (1) Evaluación de Trabajos Prácticos. La nota de aprobación de cada evaluación no será menor de 7 (siete). En caso de ausente sin justificación a una evaluación, tendrá una calificación de 1 (uno), la cual será promediada.
5. PERDIDA DE PROMOCIÓN: En caso de no cumplir con alguna de las condiciones establecidas del régimen para alumnos promocionales, el alumno pasará automáticamente a la condición de regular, debiendo cumplir con lo establecido en el reglamento para alumnos regulares.
6. NOTA DEFINITIVA: Será el resultado del promedio de las 6 evaluaciones parciales y una nota conceptual del desempeño general del alumno. Se calificará de 1 a 10 y se considerarán los centésimos.



IX.a - BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

- Bird B.R., Stewart W.E., Lightfoot E.N., Fenómenos de Transporte, Ed. Reverté, 1979.
- Benet C.O., Myers J.P., Transferencia de Cantidad de Movimiento, Calor y Materia, Ed. Reverté, 1979.
- Treybal R.E., Operaciones de transferencia de masa, Ed. Mc.Graw Hill. Ed., 1980.
- Geankoplis, C.J., Transport Processes and Unit Operations. 3°Ed. Prentice-Hall, Inc.,1993
- Gaskell D., An Introduction to transport phenomena in Materials engineering, Ed. Macmillan, 1992.



IX b - BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

- Knudsen J.G. Katz D.L., Fluid dinamycs and Heat Transfer, Ed. Mc. Graw Hill, 1958.
- Backhurst J.R., HAker J.H. and Porter J.E., Problems in Heat and Mass Transfer, Ed. Arnold Pub., 1980.
- Hirschfelders, Curtiss C., Bird B. Molecular Theory of Gases and Liquids. Ed. Wiley & Sons.
- Reid R.C., Prausntz J.M., Sherwood T.K., The properties of Gases and Liquid, Ed. Mc. Graw Hill, 1977.
- Astarita G., Mass Transfer with Chemical Reaction, Ed. Elsevier, 1989.
- Hines A., Maddox R., Mass Transfer. Fundamentals and Applications. Prentice Hall, Inc.,1985.



COMPLEMENTO DE DIVULGACION


OBJETIVOS DEL CURSO

 Impartir conocimientos básicos del tema denominado, “Fenómenos de Transporte”, mediante el tratamiento del Transporte de Cantidad de Movimiento, Transporte de Energía y Transporte de Materia.
 Enseñar el modo de predecir los coeficientes de cada una de estas propiedades.
 Aplicar la transferencia de Cantidad de movimiento, calor y materia a través de una interfase, que implique un cambio en la composición de soluciones y mezclas, como son las operaciones de transferencia de masa.

 

 

PROGRAMA SINTETICO

Transporte: Generalidades. Ecuación de continuidad. Transporte de Cantidad de movimiento: predicción del Coeficiente de Cantidad de Movimiento. Ecuaciones Generales. Ley de Newton. Transporte de Energía: Ecuación de Energía Mecánica y Ecuación general de conservación. Convección y Conducción de calor. Predicción del Coeficiente de Difusión de Energía. Transporte de Materia: Ecuación de continuidad para mezclas binarias. Predicción del coeficiente de difusión de Materia. Transferencia Interfacial de Cantidad de Movimiento calor y Materia. Factor de fricción (Cantidad de movimiento); Coeficiente de Transferencia de Calor (Energía) y Coeficiente individuales y totales para la Transferencia de Materia (Materia). Analogías. Análisis dimensional: Modelo y Planta Piloto. Adimensionalización de las Ecuaciones de Variación.

 


IMPREVISTOS

Se resolveran en la medida que se presenten.