I T M

1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Carrera: Clave de la asignatura: Horas teora-horas prctica-crditos:Mecnica de fluidos avanzadaIngeniera Qumica xxxxxx4-0-8

2.- HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de elaboracin o revisin Participantes Observaciones (cambios y justificacin)

Instituto Tecnolgico de Minatitln, 13 de octubre de 2006 Alfonso Hernndez Lura

Guillermo Culebro Nieves

Manuel de Jess Crdoba BarradasRen Yamamoto Arana

Elabor: MC Manuel de Jess Crdoba BarradasDefinicin de los Programas de Estudio de las materias del mdulo de Especialidad de la Carrera de Ingeniera Qumica.

3.- UBICACIN DE LA ASIGNATURA a). Relacin con otras asignaturas del plan de estudio Posteriores

AsignaturasTemas

Ninguna

Anteriores

AsignaturasTemas

Fenmenos de transporte ITransferencia de momentum y calor

Operaciones unitarias IFlujo de fluidos y mezclado

b). Aportacin de la asignatura al perfil del egresado Capacitar al alumno para el anlisis del comportamiento de los fluidos no newtonianos y sistemas bifsicos Capacitar al alumno para la optimizacin y diseo de sistemas para fluidos compresibles, adiabticos, isentrpicos y suspensiones.4.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO Analizar los fenmenos de transferencia de momentum y calor asociados a la dinmica de fluidos bifsicos. 5.- TEMARIO

UnidadTemas Subtemas

1Propiedades de los fluidos 1.1 Propiedades fundamentales1.2 Ecuacin de continuidad1.3 Nmeros adimensionales como parmetros de similitud

1.4 Ecuacin de Bernoulli

1.5 Prdidas por friccin en tuberas y accesorios

2Dinmica de fluidos compresibles e incompresibles 2.1 Ecuaciones para el clculo del factor de friccin Fluidos newtonianos Fluidos no newtonianos2.2 Clculo de la longitud equivalente

Mtodo de las 2K

Mtodo de la L/D 2.3 Clculo del dimetro

Mtodo del dimetro econmico

Mtodo de la velocidad recomendada2.4 Clculo de la cada de presin

Mtodo de la longitud crtica

Mtodo del flujo de inundacin

Mtodo del flujo equivalente

Mtodo de Darcy

2.5 Clculo de tuberas parcialmente llenas

Sistemas de drenaje2.6 Redes de tuberas paralelas

2.7 Flujo adiabtico e isoentrpico

3Flujo de fluidos en tuberas para sistemas en dos fases3.1 Clculo del dimetro de lnea para sistemas slido-fluido (suspensiones)

3.2 Clculo del dimetro de lnea para sistemas fluido-fluido (emulsiones)

3.3 Clculo del dimetro de lnea para fluidos no newtonianos

3.4 Patrones de flujo en sistemas fluido-fluido (gas-lquido) y su determinacin

3.5 Clculo del dimetro de lnea para sistemas fluido-fluido (gas-lquido)

Mtodo de Baker Mtodo de Lapple Mtodo de Lockhart y Martinelli

4Clculos hidrulicos y neumticos industriales4.1 Bombas

4.2 Ventiladores, sopladores, compresores

4.3 Distribuidores de flujo de tubo perforado

4.4 Prediccin del golpe de ariete

4.5 Clculo de tuberas con mltiples de alimentacin (manifold)

4.6 Vlvulas de control

4.7 Vlvulas de venteo y seguridad

5Medicin industrial de flujos5.1 Clculo de elementos de medicin de flujo en tuberas

Placas de orificio

Rotmetros

Tubo de Pitot

Venturi Annubares

Vortex

Magntico

Corilisis

Orificio integral

Boquilla de flujo

Turbina

5.2 Clculo de medidores de flujo en canales abiertos Canales triangulares, rectangulares, trapezoidales, semicirculares

Vertederos

Parshall

6.- APRENDIZAJES REQUERIDOS Transferencia de momentum

Transferencia de calor

Nmeros adimensionales Ecuacin de continuidad Teorema de Bernoulli Clculo de cada de presin Fluidos newtonianos y no newtonianos Mtodos numricos

7.- SUGERENCIAS DIDCTICAS Estimar mediante un examen diagnstico el nivel de aprendizaje y comprensin de los conocimientos previos, con objeto de homogeneizarlos. Efectuar un repaso de los fenmenos de transferencia de momentum y calor. Efectuar un repaso de los mtodos numricos para resolver sistemas hidrulicos y neumticos Establecer talleres grupales para la solucin de problemas a lo largo del curso. Realizar proyectos grupales e individuales. Realizar una recapitulacin de los temas principales, al trmino de cada unidad.

8.- SUGERENCIAS DE EVALUACIN Participacin y exposicin de temas. Presentacin de un proyecto final. Exmenes

9.- UNIDADES DE APRENDIZAJE

Unidad 1.- Propiedades de los fluidosObjetivo Educacional Actividades de Aprendizaje Fuentes de Informacin

Conocer las diferentes propiedades fsicas y qumicas de los fluidos. Conocer las ecuaciones de comportamiento de los fluidos. Aplicar el teorema de Bernoulli a sistemas abiertos y cerrados, calculando las prdidas por friccin correspondientes a los sistemas de tuberas y accesoriosExplicar las diferentes propiedades fsicas y qumicas de los fluidos. Establecer las ecuaciones de transferencia de momentum aplicando el teorema de Bernoulli a sistemas abiertos y cerradosAplicar los diferentes modelos matemticos para el clculo de las prdidas por friccin.1,2,4,6

Unidad 2.- Dinmica de fluidos compresibles e incompresiblesObjetivo Educacional Actividades de Aprendizaje Fuentes de Informacin

Definir ecuaciones de modelado del factor de friccin, coeficientes de rozamiento y cada de presin para sistemas en una sola fase Analizar sistemas de flujo isoentrpico, adiabtico, snico y subsnico

Evaluar redes de tuberas paralelas llenas y parcialmente llenasAplicar los diferentes modelos matemticos para el clculo del factor de friccin para fluidos newtonianos y no newtonianos. Calcular el dimetro econmico de tuberas y la cada de presin del sistema aplicando los diferentes mtodos.

Establecer los sistemas de ecuaciones necesarios para resolver redes de tuberas paralelas en una sola fase.

Resolver los sistemas de flujo snico, subsnico, adiabtico, isoentrpico, 3,4,6

Unidad 3.- Flujo de fluidos en tuberas para sistemas en dos fasesObjetivo Educacional Actividades de Aprendizaje Fuentes de Informacin

Definir ecuaciones de modelado de sistemas slido-fluido (suspensiones)

Definir ecuaciones de modelado de sistemas fluido-fluido (emulsiones)

Definir ecuaciones de modelado de sistemas fluido-fluido (gas-lquido)Analizar sistemas de tuberas con flujo en dos fases, identificando el patrn de flujo presentado y calculando la cada de presinInvestigar los tipos de sistemas de flujo de fluidos en dos fases. Establecer los sistemas de ecuaciones necesarios para identificar los patrones de flujo y calcular la cada de presin en las tuberas que conducen fluidos en dos fasesEstablecer y resolver numricamente los sistemas resultantes del modelado de los sistemas en dos fases 1,2,5

Unidad 4.- Clculos hidrulicos y neumticos industrialesObjetivo Educacional Actividades de Aprendizaje Fuentes de Informacin

Definir ecuaciones de modelado para sistemas slido-fluido, fluido-fluido (lquido-lquido y lquido-gas) aplicables industrialmenteAnalizar las condiciones que pueden producir un golpe de ariete en una tubera que maneja gas, lquido vapor de aguaCalcular las vlvulas de control y seguridad para lquidos, gases sistemas en dos fasesCalcular los sistemas de bombeo, compresin, soplado, ventilacin ms comnmente usados industrialmente Dimensionar los distribuidores de flujo de tubo perforado, mltiples de alimentacin usados en los equipos de proceso.

Evaluar posibles golpes de ariete en tuberas y establecer los sistemas necesarios para proteger la integridad de las tuberasCalcular vlvulas de control, vlvulas de seguridad, vlvulas de venteo, vlvulas de relevo 1,3,5

Unidad 5.- Medicin industrial de flujosObjetivo Educacional Actividades de Aprendizaje Fuentes de Informacin

Aplicar las ecuaciones de clculos de los medidores de flujo para tuberas y canales abiertos usados en la industriaCalcular los medidores de flujo para tuberas (placa de orificio, rotmetro, ventura, vortex, tubo de pitot, annubares, magntico, corilisis, turbina, etc.Calcular los medidores de flujo en canales abiertos (canal triangular, rectangular, trapezoidal, semicircular, vertederos y parshall) 1,3,5

10.- FUENTES DE INFORMACIN 1. Ernest Ludwig Applied Process design for Chemical and petrochemicals plants Gulf Publishing Co. 2. Giles Ronald V Mecnica de los fluidos e hidralica. McGraw-Hill. 3. Crane. Flujo de fluidos en vlvulas, accesorios y tuberas. McGraw Hill4. Valiente Barderas Antonio Flujo de fluidos Limusa Noriega.5. Bertin John J. Mecnica de fluidos para ingenieros Prentice Hall Hispanoamericana6. Merle C. Potter y David C. Wiggert Mecnica de fluidos Thomson 11.- PRCTICAS 1 Solucionar casos de estudio mediante software desarrollado 2 Solucionar casos de estudio mediante software comercial