Institución Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas
Disponible desde Segundo Semestre 2017
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Objetivos PROPÓSITO GENERAL DEL CURSO

• Los estudiantes podrán identificar, seleccionar y calcular operaciones unitarias que se basan en procesos físicos, que dan soporte y perfeccionan los procesos productivos de la industria alimentaria y química. Dentro de estos destacan los procesos de de transporte de fluidos, transferencia de calor y transferencia de masa, y otras operaciones unitarias, junto con una aproximación teórico-práctica al uso y condiciones de operación de equipamiento y materiales utilizados en la ejecución de operaciones unitarias. Es propósito también del curso que los estudiantes manejen conceptos a través de la aplicación de fórmulas y calculen resultados que simulen y establezcan secuencias de operaciones dentro de problemas contextualizados.
Descripción EL CURSO CONSIDERA LOS SIGUIENTES CAPÍTULOS:

FLUIDODINÁMICA
1.1 Propiedades de los fluídos:
- Hipótesis del medio continúo. Sólidos y fluidos. Viscosidad.
- Fluidos newtonianos y no newtonianos. Propiedades de los fluidos
- 1.2 Cinemática:
- Definiciones: líneas y tubos de corriente, trayectorias, líneas de emisión, caudal.

1.3 Dinámica del fluido perfecto:
- Ecuación de Euler.
- Aplicación a la estática de los fluidos: manómetros, líquidos en rotación uniforme.
- Ecuación de Continuidad: Ecuación de Bernoulli.
- Ecuación de la Energía: forma de Bernouilli para el caso estacionario e incompresible.
- Concepto de carga, ejes geométrico y piezométrico Pérdidas de carga. . Medidores de Flujo (de orificios, boquillas, venturímetros, tubos de Pito, Rotámetro).
- Ecuación de la cantidad de movimiento.

1.5 Semejanza Dinámica. Teorema Pi (Π).
- Flujos laminar y turbulento: experimento de Reynolds.
- Pérdida de energía por fricción, ecuación de Darcy, Coeficiente de fricción. Gráficos de Moody.
- Cálculo de tuberías mediante el gráfico en Moody.
- Capa límite, Radio Hidráulico y Diámetro equivalente.
1.6 Turbo máquinas.
- Tipos de bombas.
- Potencia y Rendimiento.
- Curvas características Teóricas y reales, Leyes de afinidad, velocidad específica óptima de rotación, Cavitación.
- Bombas en serie y paralelo.
- Diámetro Económico.
- Instalaciones.

TRANSFERENCIA DE CALOR
2.1 Clasificación de los procesos de transmisión de calor.
2.2 Conducción de calor.
- Ley de Fourier
- Conductividad térmica.
- Ecuación general de la conducción:
- Conducción para el caso en que no hay fuente y hay estado estacionario:
- Conducción unidimensional en placa infinita
- Conducción unidimensional en cilindro (conducción radial)
- Conducción de calor a través de paredes compuestas.
2.3 Convección
- Coeficientes de superficies y globales.
- Ecuaciones para los coeficientes de superficies
- Fluidos en movimiento turbulento por el interior de tuberías de sección circular y no circular
- Fluidos en convección formada por el exterior de un solo tubo y formando un ángulo recto con el eje del mismo.
- Flujo laminar de fluidos en el interior de tubos.
- Fluídos en convección natural.

2.4 Intercambiadores de calor
- Flujo en corriente paralela Flujo en contracorriente
- Intercambiadores en paralelo o doble tubo.
- Intercambiadores de carcasa y tubos
- Intercambiadores de Placa

2.5 Radiación
- Ley de Stephan-Boltzman
- Cuerpo negro
- Casos especiales de transmisión de calor por radiación

TRANSFERENCIA DE MASA
3.1 Operaciones con transferencia de Masa
- Clasificación de las operaciones con transferencia de masa..
3.2 Ley de Fick de la difusión
- Difusión molecular unidimensional en fluidos en estado estacionario, en reposo o flujo laminar.
- Difusión molecular en gases.
- Difusión en estado estacionario de A a través de B que no difunde y contradifusión equimolar.
- Difusividad de gases, Ecuación de Wilke-Lee
- Difusión molecular en líquidos,
- Difusividad en líquidos, Ecuación de Wilke-Chang.
- Difusión en sólidos.
- Difusión en estado estacionario
- Difusión en estado no estacionario

3.3 Coeficiente de transferencia de Masa.
3.4 Balances de Materia
- Proceso en paralelo
- Proceso en contracorriente
- Proceso en cascada
By-pass y recirculación

REDUCCIÓN DE TAMAÑO
- Mecanismos de trituración y Molienda.
- Teorías de Molienda.
- Indice de trabajo.
- Factores que influencian la reducción de tamaño y la selección de equipos.
- Equipos de Trituración y Molienda.
- Tamización, series de tamices.

PRODUCCIÓN Y USO DE INDUSTRIAL DEL VAPOR
5.1 Tratamientos de Agua para calderas.
- Naturaleza del agua según su orígen. usos industriales del agua.
- Objetivos del acondicionamiento del agua para calderas.
- Etapas de un tratamiento completo: clarificación, ablandamiento y desgasificación.
- Dureza.
- Formas de expresión.
- Métodos de eliminación.
- Uso de resinas de intercambio iónicos.

5.2 Producción Industrial del Calor
- Combustión, Combustibles.
- Potencia calorífica, temperaturas de combustión.
- Criterios para la selección de un combustible
- Agentes intermedios de transferencia térmica. Vapor, aceites minerales, Dowtherm y HTS.

5.3 Generadores de vapor. Calderas
- Partes fundamentales y expresión de la capacidad de una caldera.
- Clasificación de las calderas.
- Reglamento de calderas y generadores de vapor. Accesorios y operación.

AGITACIÓN Y MEZCLA
6.1 Diferencia entre agitación y mezcla.
- Agitación de líquidos.
- Tipos de impulsores, Características y selección.
- Tipos de flujos generados.
- Relación entre agitación y temperatura y velocidad de reacción.
- Mezcla de líquidos miscibles e inmiscibles.
- Suspensión de partículas sólidas. Potencia necesaria.
- Mezclado de sólidos y pastas. Tipos de mezcladoras. Criterios de eficacia de mezclado. Indice de mezclado. Mezcladores de polvos secos.

MANEJO Y TRANSPORTE DE MATERIALES SÓLIDOS
7.1Economía y racionalización.
7.2 Sistemas verticales y horizontales de manejo de materiales.

7.3 Elementos usados en la industria para el manejo y transporte de materiales de sólidos.

7.4 Envases o recipientes.

7.5 Medios de transporte propiamente tales:
- para el solo transporte,
- para la sola elevación;
- para el transporte y elevación simultáneos (transportadores de correa, de cadena, de tornillo y neumáticos). Selección.
Evaluación Dos pruebas C de seminario 5% c/u
promedio de los informes de laboratorio 10%.
ABP 10%
A1 18%
A2 12%
Examen 40%
Horario lunes 8:30-10:10 hrs seminario sala 5
lunes 10:20-12:00 hrs laboratorio grupo 1
jueves 8:30-10:10 hrs clase sala Aula Magna
viernes 8:30-10:10 hrs clase sala 12
virenes 14:30-16:10 hrs laboratorio grupo 2
viernes 16:20-18:00 hrs laboratorio grupo 3
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