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2020/2021

Circulación de Fluidos

Código: 102414 Créditos ECTS: 6
Titulación Tipo Curso Semestre
2500897 Ingeniería Química OB 2 2
La metodología docente y la evaluación propuestas en la guía pueden experimentar alguna modificación en función de las restricciones a la presencialidad que impongan las autoridades sanitarias.

Contacto

Nombre:
Montserrat Sarra Adroguer
Correo electrónico:
Montserrat.Sarra@uab.cat

Uso de idiomas

Lengua vehicular mayoritaria:
catalán (cat)
Algún grupo íntegramente en inglés:
No
Algún grupo íntegramente en catalán:
Sí
Algún grupo íntegramente en español:
No

Prerequisitos

Haber cursado la asignatura de Balances en Ingeniería Química.

Objetivos y contextualización

El objetivo principal es seleccionar y diseñar los equipos basados en la circulación de fluidos existentes en cualquier planta industrial.
Otros objetivos más concretos:
• Aplicar el balance de energía mecánica al estudio de la circulación de fluidos.
• Estudiar y dimensionar los equipos para el transporte de fluidos incompresibles.
• Conocer la instrumentación necesaria o basada en la circulación de fluidos.
• Ampliar la aplicación del balance de energía mecánica a la circulación de fluidos compresibles.
• Conocer el fundamento de las operaciones unitarias basadas en la circulación de fluidos.
• Diseñar los equipos de las operaciones más relevantes.

Competencias

  • Actitud personal
  • Analizar, evaluar, diseñar y operar sistemas o procesos, equipos e instalaciones propias de la Ingeniería Química de acuerdo con determinados requerimientos, normas y especificaciones bajo los principios del desarrollo sostenible.
  • Aplicar conocimientos relevantes de las ciencias básicas: Matemáticas, Química, Física y Biología, así como principios de Economía, Bioquímica, Estadística y Ciencia de Materiales que permitan la comprensión, descripción y solución de problemas típicos de la Ingeniería Química.
  • Comparar y seleccionar con objetividad las diferentes alternativas técnicas de un proceso químico.
  • Comprender y aplicar los principios básicos en que se fundamenta la Ingeniería Química, y más concretamente: Balances de materia, energía y cantidad de movimiento. Termodinámica, equilibrio entre fases y equilibrio químico. Cinética de los procesos físicos de transferencia de materia, de energía y de cantidad de movimiento, y cinética de la reacción química.
  • Comunicación
  • Demostrar que conoce las diferentes operaciones de reacción, separación, procesado de materiales y transporte y circulación de fluidos involucradas en los procesos industriales de la Ingeniería Química.
  • Hábitos de pensamiento
  • Hábitos de trabajo personal

Resultados de aprendizaje

  1. Analizar, evaluar y diseñar eficientemente equipos e instalaciones para la circulación de fluidos.
  2. Aplicar conocimientos de matemáticas, física, y ciencia de materiales al dimensionado de equipos e instalaciones para la circulación de fluidos
  3. Comparar y seleccionar con objetividad las diferentes alternativas técnicas para los equipos de circulación de fluidos
  4. Comunicar eficientemente de forma oral y/o escrita conocimientos, resultados y habilidades, tanto en entornos profesionales como ante públicos no expertos.
  5. Desarrollar el pensamiento científico.
  6. Desarrollar estrategias de aprendizaje autónomo.
  7. Desarrollar la capacidad de análisis, síntesis y prospectiva.
  8. Desarrollar la curiosidad y la creatividad.
  9. Describir las operaciones de transporte y circulación de fluidos involucradas en los procesos industriales de la Ingeniería Química.
  10. Gestionar el tiempo y los recursos disponibles. Trabajar de forma organizada.
  11. Hacer un uso eficiente de las TIC en la comunicación y transmisión de ideas y resultados.
  12. Identificar, analizar, y resolver balances de materia y energía mecánica.
  13. Trabajar de forma autónoma.

Contenido

1.- Introducción

2.- Fluidos incompresibles
2.1.- Instalaciones para el transporte de fluidos
       2.1.1.- Tuberías accesorios y válvulas
       2.1.2.- Materiales
2.2.- Balance de energía mecánica
       2.2.1.- Formas simplificadas
       2.2.2.- Evaluación de las pérdidas de carga
       2.2.3.- Aplicaciones del balance

2.3.- Transporte de fluidos incompresibles: bombas
       2.3.1.- Cargas y NPSH
       2.3.2.- Clasificación y descripción de bombas
       2.3.3.- Curva característica de una bomba centrífuga

2.4. Medidores de presión y de caudal

3.- Fluidos compresibles
 3.1.- Balance de energía mecánica
             3.1.1.- Circulación isoterma
             3.1.2.- Circulación politròpica
             3.1.3.- Circulación adiabática
3.2.- Medidores de caudal
3.3.- Transporte de fluidos compresibles
            3.3.1.-Clasificación de equipos: Ventiladores, sopladores y compresores
            3.3.2.- Cálculo de la potencia de un compresor
4.-Operaciones basadas en la circulación de fluidos
4.1.- Circulación de unfluido alrededor de un sólido
4.2.- Lechos fijos
4.3.- Lechos fluidizados
4.4.- Filtración
4.5.- Sedimentación

Metodología

Los conceptos fundamentales se presentaran mediante vídeos y material docente.

Durante las clases se aplicaran los conceptos a casos concretos y se resolveran las dudas.

Clases de problemas para resolver problemas modelo.
Búsqueda de información relacionada con la descripción de equipos por parte de los alumnos.


Realización (mayoritariamente en clase) de un trabajo en grupo de cálculo de una instalación.

Actividades

Título Horas ECTS Resultados de aprendizaje
Tipo: Dirigidas      
Cálculo de equipos 15 0,6 1, 3
Fundamentos teóricos 30 1,2 1
Tipo: Supervisadas      
Selección de equipos 10 0,4 3
Tipo: Autónomas      
Busqueda de información 10 0,4 3, 9
Estudio 25 1 3
Resolución de problemas 45 1,8 1, 3, 4, 10

Evaluación

La asignatura se divide en dos partes: parte A (temas 1 y 2) y parte B (temas 3 y 4).
a) Las actividades de evaluación y el porcentaje sobre la nota final se calcula según la expresión:
Nota final = 0,25 * Prueba A + 0,25 * Prueba B + 0,20 Trabajo numérico + 0,10 * pruebas test + 0,10 * problemas + 0,10 * trabajo descriptivo.

Para aprobar la Prueba A y la Prueba B hay que sacar un 50%, de lo contrario habrá que recuperar la prueba no superada.

Cada prueba tendrá una parte de teoría y una parte de problemas. Sólo se corregirá la parte de problemas si se obtiene una nota superior o igual al 40% en la parte de teoría.
El trabajo de descripción de equipos es en grupos que hace la profesora de 2-3 personas.
El trabajo numérico consiste en diseñar una instalación sencilla por donde debe circular un fluido. El trabajo se hace mayoritàriament en clase y cooperativamente en equipos que establece la profesora.

b) Programación de las actividades de evaluación
Los trabajos de descripción de equipos se entregarán durante la semana 3 y se expondran según avance la teoría.
Los cuestionarios (10) con (7-15) preguntas sobre los equipos, se plantearán a través del aula Moodle una semana después de colgar el trabajo de descripción de los equipos correspondientes.
A lo largo del semestre se pedirá que entreguen algunos problemas resueltos que serán corregidos en el sistema de co-evaluación y por la profesora.
El enunciado del trabajo numérico se facilitará durante la semana 3 y habrá que entregar la 1ª versión del traball durante la semana 7 y la versión definitiva durante la semana 10.


La prueba A se hará durante la semana 8-9.
La prueba B será la semana 20.


 c) Proceso de recuperación
Sólo se podrán recuparar las pruebas A y B, siempre que las notas del trabajo numérico, pruebas test y problemas superen el 40%.
d) Procedimiento de revisión de las calificaciones
La 1ª versión del trabajo numérico se comentará en las sesiones de tutoría y la calificación de la versión final no será revisable.
Para cada prueba y las recuperaciones se indicará día, hora y lugar cuando se publiquen las notas.

e) Calificaciones
La normativa de la UAB indica que las MH sólo se podrán conceder a estudiantes que hayan obtenido una calificación final igual o superior a 9.00. Se puede otorgar hasta un 5% de MH del total de estudiantes matriculados.
Para obtener una MH es imprescindible obtener una buena calificación en la 1ª versión del trabajo numérico y ejercer una tarea de líder en el equipo de trabajo.
f) Irregularitats por parte del estudiante, copia y plagio.
Sin perjuicio de otras medidas disciplinarias que se estimen oportunas, se calificarán con un cero las irregularidades cometidas por el estudiante que puedan conducir a una variación de la calificación de un acto de evaluación. Por lo tanto, la copia, el plagio, el engaño, dejar copiar, etc. en cualquiera de las actividades de evaluación implicará suspender con un cero. Las actividades de evaluación calificadas de esta forma y por este procedimiento no serán recuperables. Si es necesario superar cualquiera de estas actividades de evaluación para aprobar la asignatura, esta asignatura quedará suspendida directamente, sin oportunidadde recuperarlo en el mismo curso.
La copia se podrádetectar durante la realización de la prueba, pero especialmente durante la corrección, por lo que se anulará aquella actvitat con versiones iguales.
En los trabajos cooperativos, se recomienda denunciar actitudes "jetas" y "mantas" que perjudican su desarrollo. A partir de las denuncias, se tomarán medidas que pueden conllevar la expulsión del grupo y por tanto la imposibilidad de aprobar la asignatura durante el mismo curso.
 h) Evaluación de los repetidores.
 No se guarda ninguna nota de ninguna actividad evaluadora de cursos anteriores.
A partir de la 2ª matrícula, el estudiante puede optar a una evaluación simplificada si lo notifica durante las 2 primeras semanas del semestre.
La evaluación simplificada consiste en
Nota final = 0.3 * prueba A + 0.3 * prueba B + 0,25 * trabajo numérico + 0.15 * pruebas test.

 

Actividades de evaluación

Título Peso Horas ECTS Resultados de aprendizaje
Entrega de problemas resueltos 10% 3 0,12 1, 2, 9, 5, 7, 10, 12, 13
Prueba A 25 % 2 0,08 1, 3, 9
Prueba B 25 % 2 0,08 1, 3, 9
Pruebas tipo test sobre equipos 10% 1 0,04 3, 5, 6, 10
Recuperación prueba A 25% 2 0,08 1, 3, 9
Recuperación prueba B 25 % 2 0,08 1, 9, 12
Trabajo descripción de equipos 10% 1 0,04 3, 9, 11, 10, 13
Trabajo numérico 20 % 2 0,08 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 11, 10, 12, 13

Bibliografía

J.M. Coulson, J.F. Richardson Chemical Engineering, V. 1 (1991), V. 6 (1983) Pergamon Press 

W.L. Mc Cabe, J.C. Smith, P. Harriot Unit Operations of Chemical Engineering,  4th edition.McGraw-Hill Book Company, New York (1985) 

E.  Costa Novella Ingeniería Química 3. Flujo de fluidos. Alhambra Universidad, Madrid (1985) 

R.H. Perry, D. Green   Perry’s Chemical Engineers’ Handbook,  6th edition McGraw-hill, New York (1984) 

O. Levenspiel Flujo de Fluidos. Intercambio de Calor Ed. Reverté, Barcelona (1993) 

F.M. White Fluid Mechanics, 3th edition. McGraw-Hill, New York (1994) 

N. de Nevers Fluid Mechanics for Chemical Engineers, 2nd edition. McGraw-Hill, New York (1991) 

R. Darby  Chemical Engineering Fluid Mechanics.  Marcel Dekker, New York (1996) 

Robert L. Mott Mecànica de fluidos aplicada, 4ª edición, Prentice Hall, Mèxico (1996)

Ch. J. Geankoplis Transport Processes and Unit Operations, 3a edición, Prentice Hall, New Jersey (1993)