Profesorado

Ricardo Martín Minchero
Mª José Muñoz Cueto
Ana Blandino Garrido

Situación

Prerrequisitos

Ninguno. Ver apartado recomendaciones

Contexto dentro de la titulación

Se trata de una asignatura troncal y, por tanto, plenamente justificada en el
contexto de la titulación. Además, en la definición del perfil del titulado se
indica que "Los titulados deben adquirir conocimientos para la concepción,
cálculo, diseño, construcción, instalación, operación, control y mantenimiento
de plantas industriales donde se llevan a cabo procesos químicos, físico-
químicos o biológicos, en los que la materia experimente un cambio de estado,
de contenido energético o de composición,...", de forma que esta asignatura
está dirigida de forma específica a conseguir, en buena parte, dichas
competencias.

Recomendaciones

Para afrontar con éxito esta asignatura es conveniente que los estudiantes
tengan una buena base de Física, Matemáticas, Termodinámica, y Balances de
materia y energía (macroscópicos y microscópicos). Según el itinerario
curricular recomendado en la titulación, estos conocimientos previos se
imparten en asignaturas de primer y segundo curso.

Competencias

Competencias transversales/genéricas

Capacidad de análisis y síntesis
Comunicación oral y escrita en la lengua propia
Resolución de problemas
Razonamiento crítico
Trabajo en equipo
Aprendizaje autónomo
Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica

Competencias específicas

• Cognitivas(Saber):

  Analizar sistemas utilizando balances de materia y energía
  Aplicar conocimientos de matemáticas, física, química e ingeniería
  Dimensionar sistemas de intercambio de energía
  Especificar equipos e instalaciones
  
  
  

• Procedimentales/Instrumentales(Saber hacer):

  Calcular
  Diseñar
  Evaluar
  
  

• Actitudinales:

  Disciplina
  Honestidad
  Participación
  Responsabilidad
  
  
  

Objetivos

El objetivo fundamental de la asignatura es la de proporcionar un conocimiento
básico sobre los fundamentos y mecanismos del flujo de fluidos y la transmisión
de calor que permita al alumno abordar el diseño básico de operaciones y
equipos cuyo funcionamiento se encuentra basado o controlado por el flujo de
fluidos y la transmisión de calor. Podemos expresar este objetivo fundamental
de forma desglosada en los siguientes objetivos esenciales
•  Identificar y saber explicar las operaciones unitarias de transporte de
fluidos y transmisión de calor en la Industria y en otros ámbitos.
•  Expresar y saber aplicar las leyes fundamentales que rigen los
fenómenos de transporte de cantidad de movimiento y de transmisión de calor.
•  Calcular las caídas de presión en tuberías y accesorios, tanto para
fluidos compresibles como no compresibles. Saber especificar bombas,
compresores y agitadores para un sistema dado. Analizar lechos fijos y
fluidizados. Saber resolver problemas de operaciones de separación basadas en
la transferencia de cantidad de movimiento (filtración, separaciones
hidráulicas y neumáticas, sedimentación, centrifugación, etc.)
•  Expresar y saber distinguir los distintos mecanismos de transmisión de
calor.
•  Aplicar los conocimientos adquiridos sobre los distintos mecanismos
para resolver problemas simples de transmisión de calor.
•  Realizar el análisis térmico de intercambiadores de calor y
evaporadores.

Programa

BLOQUE DE FLUJO DE FLUIDOS
1. Flujo de fluidos incompresibles. Ecuación de Bernoulli: aplicaciones.
Correcciones de la ecuación de Bernoulli. Factores de fricción. Cálculo de
pérdidas de carga. Cálculo de tuberías y redes de tuberías. Descarga de
depósitos.
2. Flujo de fluidos compresibles. Ecuaciones básicas. Ecuación general del
flujo. Flujo isotérmico de un gas ideal. Flujo adiabático de un gas ideal.
Razón crítica de presiones. Boquillas convergentes y divergentes.
3. Equipos para el transporte de fluidos. Conducciones y accesorios. Válvulas.
Impulsión de líquidos: bombas. Cavitación y altura neta de succión positiva.
Impulsión de gases: ventiladores, soplantes y compresores.
4. Medidas de caudales. Introducción. Determinación de la velocidad local:
tubo de Pitot y anemómetros. Determinación de la velocidad media: diafragma,
boquillas y venturímetros. Aparatos de área de paso variable: rotámetros.
Otros medidores de caudal.
5. Flujo de fluidos a través de lechos porosos. Porosidad. Pérdida de presión.
Ecuaciones de Karman-Kozeny y Burke-Plummer. Ecuación de Ergun.
6. Filtración. Fundamentos de la filtración. Pérdidas de carga en la torta y
en el medio filtrante. Ecuaciones de velocidad de filtración. Resistencia
específica de la torta. Filtración a presión constante. Filtración a velocidad
constante. Tipos de filtro.
7. Fluidización. Mecanismo de la fluidización. Fluidización discontinua.
Porosidad mínima. Pérdida de presión a través de un lecho fluidizado.
Velocidad mínima de fluidización. Aplicaciones de la fluidización discontinua.
Aplicaciones de la fluidización continua: transporte neumático.
8. Movimiento de partículas en el seno de fluidos. Teoría del movimiento de
partículas en el seno de fluidos. Velocidad límite. Coeficientes de
rozamiento: ecuaciones para partículas esféricas.
9. Separación hidráulica. Clasificación hidráulica. Concentración hidráulica.
Partículas isodrómicas. Equipos para la separación hidráulica.
10. Sedimentación. Teoría de la sedimentación. Sedimentación ideal. Tanque de
sedimentación ideal. Sedimentación: suspensión de partículas finas, suspensión
de partículas gruesas. Espesadores.
11. Centrifugación. Fundamentos de la centrifugación. Equipos para la
centrifugación: centrífugas y ciclones.
12. Flotación. Fundamentos de la flotación. Fundamento del mojado de sólidos.
Agentes de flotación. Células de flotación.
13. Agitación y mezcla. Tanque de agitación. Agitación de fluidos newtonianos
y no newtonianos. Consumo de potencia. Estudio mediante análisis dimensional.
Correlaciones.

BLOQUE DE TRANSMISIÓN DE CALOR
14. Conducción de calor en sólidos. Conducción de calor en estado
estacionario: monodimensional, en aletas, multidireccional. Conducción de
calor en estado no estacionario.
15. Transmisión de calor por convección. Conceptos generales. Análisis
dimensional. Capa límite. Convección forzada en flujo externo e interno. Flujo
turbulento. Analogías entre las transferencias de calor y de momento.
Expresiones empíricas. Convección natural: solución aproximada de la
convección natural laminar desde una placa vertical. Convección natural y
forzada combinadas.
16. Transmisión de calor con cambio de fase. Parámetros adimensionales en la
ebullición y la condensación. Modos de ebullición. Ebullición de alberca.
Ebullición por convección forzada. Condensación: mecanismos físicos.
Condensación de película laminar sobre placa vertical. Condensación de
película turbulenta. Condensación de gotas.
17. Radiación. Procesos y propiedades: intensidad de radiación, radiación de
un cuerpo negro, emisión superficial absorción, reflexión y transmisión
superficiales, ley de Kirchhoff, superficie gris, radiación ambiental.
Intercambio de radiación entre superficies: factor de forma, intercambio de
radiación de cuerpo negro, intercambio de radiación entre superficies grises,
difusas, en un recinto, transferencia de calor multimodal, efectos adicionales.
18. Equipos para la transmisión de calor. Clasificación de los equipos de
intercambio de calor en función de la distribución de flujo. Clasificación de
los equipos de intercambio de calor en función de la aplicación.
19. Evaporadores. Tipos de evaporadores. Capacidad de evaporación.
Funcionamiento de los evaporadores. Cálculo de simple y múltiples efectos.
20.Intercambiadores de calor. Tipos de intercambiadores de calor. Balance de
energía y coeficiente global de transferencia de calor. Intercambiadores de
calor de flujo estacionario de una sola corriente. Intercambaidores de calor
de flujo estacionario de dos corrientes. Consideraciones sobre el diseño de
cambiadores de calor.

Actividades

- Actividades de discusión y debate de los temas tratados en clase.
- Realización de trabajos o ejercicios en grupo.
- Actividades que impliquen el uso de bibliografía convencional.
- Actividades que impliquen el uso de nuevas tecnologías y de los recursos de
la Biblioteca Electrónica de la UCA.
- Tests periódicos u otro tipo de pruebas periódicas en clases y en el campus
virtual.
- Talleres de resolución de ejercicios en clase, individualmente o en grupos.
- Ejercicios para realizar en casa y entregar a los profesores.
- Actividades encardinadas en el proyecto NEXO, del Departamento de Ingeniería
Química

Metodología

La inclusión de esta asignatura en la experiencia piloto de adaptación al EEES
supone que la participación del alumno en el contexto del aula, así como su
trabajo fuera de ella, sean fundamentales.
La metodología empleada irá encaminada a conseguir dichos objetivos.
Se hará uso de la herramienta del Campus Virtual, como medio de comunicación
permanente con los alumnos y como soporte para la colocación de información y
realización de pruebas.
En las clases teóricas los profesores emplearán, fundamentalmente, la
exposición desarrollando con orden, claridad y rigor los principios básicos de
la asignatura e indicando la estructura y el alcance de los distintos temas.
Estas clases tendrán un carácter esencialmente formativo, haciendo mayor
hincapié en los principios y conceptos, tratando de estimular la capacidad
lógica del alumno y procurando no distraerle con datos de importancia
secundaria.
La metodología de las clases prácticas, sin embargo, se apartará de
la “lección magistral” y tratará de acometer aspectos relacionados con las
técnicas de resolución de problemas, la discusión en grupo, etc. Resulta
especialmente importante que durante estas clases los profesores, en lugar de
exponer directamente la resolución de los problemas o ejercicios propuestos, se
conviertan en un elemento de conducción, coordinación y calibración de la
actividad desarrollada por los alumnos.
Dado que la asignatura supone una gran cantidad de conceptos y un programa muy
extenso, los alumnos suelen plantear muchas dudas comunes. Por ello,
consideramos necesario la realización de sesiones de tutorías especializadas
periódicas en la que los estudiantes puedan expresar las difucultades que se
les plantean.
Las actividades realizadas o propuestas como trabajo personal del alumno, se
controlarán y evaluarán de forma continua, valorando especialmente el trabajo
diario del alumno.
Existe un grupo semipresencial, destinado a alumnos repetidores, en el que las
sesiones presenciales se reducen a una hora a la semana.

Distribución de horas de trabajo del alumno/a

Nº de Horas (indicar total): 221

• Clases Teóricas: 49  
• Clases Prácticas: 35  
• Exposiciones y Seminarios: 9  
• Tutorías Especializadas (presenciales o virtuales):
  • Colectivas: 8  
  • Individules:  
• Realización de Actividades Académicas Dirigidas:
  • Con presencia del profesorado:  
  • Sin presencia del profesorado: 30  
• Otro Trabajo Personal Autónomo:
  • Horas de estudio: 50  
  • Preparación de Trabajo Personal: 26  
  • ...
     
• Realización de Exámenes:
  • Examen escrito: 14  
  • Exámenes orales (control del Trabajo Personal):  

Técnicas Docentes

Realización y exposición de presentaciones de
carácter científico-divulgativo, sobre los conceptos y
aplicaciones de la asignatura.
Proyecto NEXO.

Criterios y Sistemas de Evaluación

La evaluación de la asignatura se organiza en base a dos parciales: el primero
corresponde a los temas de Flujo de Fluidos y el segundo a los de Transmisión de
Calor. Por necesidades de programación docente del Centro, la fecha del primer
parcial coincide con la convocatoria de examen final de febrero, y la del
segundo
parcial con la convocatoria de examen final de junio.
Se ofrece la posibilidad de aprobar la parte teórica de cada parcial haciendo
exámenes por temas o bloques de temas. Para poder optar a esta posibilidad es
OBLIGATORIO cumplir los siguientes requisitos:
a.  Firmar el "Compromiso docente" de la asignatura"
b.  Asistencia mínima al 75% ú 85% de las clases (modalidad presencial o
semipresencial, respectivamente).
c.  Realización y entrega de las actividades propuestas, tanto en formato
papel
(entrega en mano al profesor) como en formato electrónico (a través del Aula
Virtual).
Las pruebas periódicas incluirán preguntas teóricas y problemas. Para eliminar
la
parte teórica de los exámenes parciales (o del final, si se trata del segundo
cuatrimestre) es necesario tener una nota media mínima de 5,0 en las pruebas
teóricas y de 4,0 en las pruebas de problemas.
La fecha de realización de pruebas periódicas, y de entrega de las diferentes
actividades a lo largo de todo el curso se publicarán, con la adecuada
antelación, en el Aula Virtual
Aquellos alumnos que no cumplan los requisitos para optar a este sistema de
evaluación o que hayan obtenido una nota media inferior a 5,0 en la parte
teórica
tendrán que examinarse en el examen parcial (o final si corresponde al segundo
cuatrimestre) de todos los contenidos, tanto teóricos como prácticos.
Un parcial se considera superado cuando se cumplen simultáneamente las
siguientes
condiciones:
a.  Las notas de teoría y problemas igualan o superan, cada una, los 4
puntos
b.  La media ponderada (40% teoría, 60% problemas) es igual o superior a
5,0
puntos
Se puede guardar la nota obtenida en un parcial siempre que esté completamente
superado según el punto anterior. No se guardan partes individuales de un
parcial
(teoría ó práctica). En cualquier caso, sólo se puede guardar la nota de
parciales superados hasta la convocatoria de septiembre, nunca para
convocatorias
posteriores.

Recursos Bibliográficos

- "Operaciones Unitarias en Ingeniería Química", McCabe, W.L.; Smith, J.C.;
Harriot, P. Ed.McGraw-Hill.
- “Mecánica de Fluidos. Fundamento y Aplicaciones”. Yunus A. Çengel; John M.
Cimbala. Ed. McGraw-Hill Interamericana.
- “Transferencia de Calor”. Yunus A. Çengel. McGraw-Hill Interamericana.
- "Flujo de Fluidos e Intercambio de Calor", Levenspield, O. Ed. Reverté.
- "Problemas de Ingeniería Química", Ocón, J.; Tojo, G. volumen I y II. Ed.
Aguilar.
- "Mecánica de Fluidos con aplicaciones en Ingeniería". Franzini, J.B. y col.
Ed. McGraw-Hill.
- "Transferencia de calor". Holman,J.P. Editorial McGraw-Hill.
- "Transferencia de calor aplicada a la Ingeniería". Welty, J.R. Limusa, Grupo
Noriega Editores.
- "Fundamentos de Transferencia de Calor". Incropera, F.P. y DeWitt, D.P. Ed.
Prentice Hall
- "Transferencia de Calor". Mills, A.F. Ed. McGraw-Hill.
- " Manual del Ingeniero Químico". Perry y Chilton. Ed. McGraw-Hill.