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Objetivos

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LAS OPERACIONES BÁSICAS.
• Establecer qué es objeto de estudio dentro de las Operaciones Básicas, así como los objetivos de la misma.
• Adquirir el concepto de Ingeniería Química.
• Localizar y comprender los sectores más importantes de la misma.
• Enumerar las operaciones básicas y definirlas.
• Distinguir entre los distintos fenómenos y mecanismos de transporte.
• Aprender los principios fundamentales del análisis dimensional.
• Saber aplicar el método de Rayleigh para la obtención de números adimensionales.


TEMA 2. LEYES DE CONSERVACIÓN.
• Saber elegir el “sistema” como paso previo al planteamiento de ecuaciones de balances de materia y/o energía.
• Diferenciar distintos tipos de procesos en cuanto a las variaciones con el tiempo de las magnitudes implicadas.
• Asimilar la importancia de la base de cálculo.
• Plantear ecuaciones de balances totales y parciales de materia.
• Dominar la aplicación de las mismas en distintos tipos de procesos.
• Comprender la importancia de los resultados.
• Comprender la ecuación del Balance de Energía Mecánica, así como los valores y los signos de cada uno de los términos de la misma.


TEMA 3. FLUJO DE FLUIDOS. CONCEPTOS GENERALES.
• Comprender el concepto de fluido y los distintos tipos de flujos en el movimiento de los mismos.
• Asimilar el modelo de capa límite, los flujos en la misma, y los rozamientos.
• Distinguir entre distintos fluidos de acuerdo a sus propiedades reológicas.
• Relacionar las pérdidas de energía en el flujo de fluidos con el rozamiento entre sus partículas.
• Entender el concepto de viscosidad.
• Saber usar el número de Reynolds como herramienta para distinguir los distintos tipos de flujos de fluidos en tuberías.
• Comprender las pérdidas de energía debidas a la formación de estelas, contracciones, cambios de dirección del fluido, etc.


TEMA 4. FLUJO DE FLUIDOS POR TUBERÍAS
• Aplicar la ecuación del Balance de Energía Mecánica al flujo de fluidos incompresibles por tuberías.
• Deducir la Ecuación de Bernoulli y su campo de aplicación.
• Diferenciar las cargas energéticas del término de fricción.
• Saber determinar este último de forma analítica y gráfica en tuberías, ensanchamientos, contracciones y accesorios.
• Calcular potencias de las bombas requeridas en una instalación, cantidad de fluido que puede circular por una instalación dada y diámetros de las tuberías.
• Comprender y usar el concepto de diámetro equivalente.
• Conocer, para fluidos compresibles, cuando son de aplicación las ecuaciones anteriores.


TEMA 5. FLUJO DE FLUIDOS A TRAVÉS DE LECHOS POROSOS.
• Conocer la importancia del uso de lechos porosos en la industria química.
• Entender las similitudes y diferencias entre el flujo de un fluido por una tubería y a través de un lecho poroso.
• Deducir la ley de Darcy para la medición de la velocidad de un fluido a través de un lecho poroso, en función de la caída de presión y del espesor del mismo. Utilizar la ley de Darcy para el cálculo de la permeabilidad del lecho.
• Deducir la Ecuación de Kozeny para relacionar la velocidad de un fluido con la caída de presión en régimen laminar.
• Deducir la Ecuación de Carman-Kozeny para relacionar la velocidad de un fluido con la caída de presión.
• Calcular las pérdidas de carga en la circulación de un fluido a través de un lecho, teniendo en cuenta el régimen de flujo.
• Utilizar las ecuaciones de Ergun, Carman y Sawistowski para estimar el factor de fricción modificado.
• Calcular la superficie específica de un material de relleno.
• Extender el conocimiento anterior al flujo de dos fluidos en contracorriente.
• Precisar las condiciones límites de trabajo en el caso anterior.
• Obtener una visión global de las columnas y tipos de rellenos más usados.


TEMA 6. FILTRACIÓN
• Apreciar la similitud de la filtración con el flujo de un fluido a través de un lecho poroso.
• Relacionar las ecuaciones de diseño en cada caso.
• Comprender la diferencia entre tortas incompresibles y compresibles.
• Saber calcular el área de filtración para un proceso dado a presión constante y a caudal constante. 
• Calcular el índice de compresibilidad de una torta.
• Comprender la importancia de la correcta elección del tipo de filtro y del medio filtrante en cada caso.
• Conocer los tipos de filtros más usados en la industria.


TEMA 7. TRANSMISIÓN DE CALOR: CONDUCCIÓN.
• Obtener un claro conocimiento del alcance y trascendencia de los procesos de transmisión de calor en las industrias químicas.
• Aplicar los conocimientos básicos de transporte de calor para describir los mecanismos de transmisión de calor.
• Comprender la similitud del transporte de cantidad de movimiento y la transferencia de energía.
• Establecer y usar la ley de Fourier.
• Saber diferenciar los tres mecanismos de transmisión del calor y el campo de aplicación de los mismos.
• Comprender el concepto de Resistencia Térmica.
• Aplicar la transmisión de calor por conducción para calcular pérdidas de calor.
• Determinar las cantidades de calor transmitidas y las temperaturas de interfase en la transmisión de calor por conducción, a través de paredes de geometría sencilla.


TEMA 8. TRANSMISIÓN DE CALOR: CONVECCIÓN.
• Captar el concepto de Capa Límite Termodinámica y compararlo con el de Capa límite Hidrodinámica.
• Calcular los coeficientes de película a partir del análisis dimensional.
• Introducir la ecuación que relaciona el coeficiente de película con los números de Nusselt, Reynolds y Prandtl, para la convección forzada sin cambio de fase.
• Introducir la ecuación que relaciona el coeficiente de película con los números de Nusselt, Prandtl, y Grashof, para la convección natural.
• Introducir la ecuación que relaciona el coeficiente de película con el número de Condensación, para la convección con cambios de fases.
• Conocer y dominar el concepto del Coeficiente Global de Transmisión de calor.
• Calcular la fuerza impulsora para la transmisión del calor en los distintos casos de circulación en un intercambiador de tubos concéntricos.
• Conocer los intercambiadores más usados a escala industrial y el campo de aplicación de los mismos.
• Aplicar la transmisión de calor por convección al diseño de intercambiadores de calor.


TEMA 9. TRANSMISIÓN DE CALOR: RADIACIÓN.
• Comprender el concepto de Radiación y las propiedades de la misma.
• Conocer la necesidad del uso de modelos para la radiación y saber emplear las ecuaciones para los mismos.
• Extender el conocimiento al caso de cuerpos reales.
• Ampliar la comprensión teniendo en cuenta las distancias y posiciones relativas entre los cuerpos.
• Obtener una visión global de los tres mecanismos de transmisión de calor.


TEMA 10. VAPOR DE AGUA. EVAPORACIÓN.
• Comprender la importancia del vapor de agua en los procesos de transferencia de calor.
• Distinguir sus posibles estados y saber calcular las propiedades termodinámicas en cada uno de ellos de forma gráfica y analítica.
• Entender la importancia de la operación de evaporación y los factores que afectan a la misma.
• Conocer los tipos de evaporadores más usados y saber elegir el más apropiado para un determinado proceso.
• Aplicar los conocimientos de transmisión de calor, equilibrio, balances de materia y energía para el cálculo de evaporadores.
• Calcular el área de un evaporador simple, adquiriendo conciencia de las aproximaciones para el mismo.
• Distinguir los métodos de alimentación de un múltiple efecto y apreciar las ventajas e inconvenientes de los mismos, en relación con un evaporador simple.
• Conocer el diseño de evaporadores de múltiple efecto.


TEMA 11. TRANSFERENCIA DE MATERIA: CONCEPTOS GENERALES.
• Comprender la similitud de los tres mecanismos de transporte.
• Captar la importancia de las operaciones de transporte de materia.
• Comprender el concepto de coeficiente de transferencia de materia y saber aplicar el análisis dimensional para su determinación.
• Asimilar el concepto de coeficiente global de transferencia de materia y compararlo con el de coeficiente global de transmisión de calor.
• Entender las simplificaciones para el cálculo en los casos más sencillos.


TEMA 12. ABSORCIÓN.
• Adquirir los conocimientos precisos del equilibrio Gas-Líquido.
• Entender el concepto de línea de operación y comprender la importancia de la misma.
• Calcular la altura de la torre de absorción requerida para una operación determinada.
• Calcular la capacidad de absorción de una torre dada.
• Comprender cuantitativamente los efectos de las variables de operación.


TEMA 13. DESTILACIÓN.
• Conocer la importancia de la destilación en la Industria Química.
• Adquirir los conocimientos precisos del equilibrio Líquido-Vapor.
• Calcular todas las variables de operación en una destilación de equilibrio.
• Poseer una visión global de las columnas de platos.
• Determinar el número de platos en los casos más simples de rectificación.
• Utilizar el método de McCabe-Thiele para el cálculo del número de etapas de una columna de rectificación.
• Aplicar los conocimientos del equilibrio Líquido-Vapor para líquidos inmiscibles a los casos de destilación por arrastre de vapor.


TEMA 14. ACONDICIONAMIENTO DE AIRE.
• Entender, dominar y saber determinar las variables fundamentales en todo proceso de acondicionamiento de aire.
• Comprender los procesos para determinar las temperaturas de saturación adiabática y de bulbo húmedo, con sus similitudes y diferencias.
• Calcular las distintas propiedades de un aire húmedo de forma gráfica y analítica.
• Aplicar los conocimientos adquiridos a los distintos procesos de acondicionamiento.
• Usar correctamente los balances de materia y energía para cada caso.

Copyright 2007, Autores y Colaboradores. Cite/attribute Resource. Franco, C. A., Ojeda, E. D. (2008, March 11). Objetivos. Retrieved December 08, 2019, from ocwus Web site: http://ocwus.us.es/arquitectura-e-ingenieria/operaciones-basicas/objetivos. Esta obra se publica bajo una licencia Creative Commons License. Creative Commons License