Créditos ECTS Créditos ECTS: 3
Horas ECTS Criterios/Memorias Trabajo del Alumno/a ECTS: 51 Horas de Tutorías: 3 Clase Expositiva: 9 Clase Interactiva: 12 Total: 75
Lenguas de uso Castellano (100%)
Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Ingeniería Química
Áreas: Ingeniería Química
Centro Escuela Técnica Superior de Ingeniería
Convocatoria: Primer semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable | 1ro curso (Si)
La asignatura pretende introducir a los estudiantes en el estudio conjunto de la transferencia de energía, materia y cantidad de movimiento. Darles a conocer las leyes básicas que rigen estos tres fenómenos, íntimamente relacionados, para que puedan formular los modelos matemáticos que representan los aspectos fundamentales de los problemas reales de los procesos químicos. Al finalizar el curso el estudiante debe ser capaz de:
•Aplicar las leyes que rigen la transferencia de cantidad de movimiento, energía y materia e interrelacionar los tres fenómenos.
•Formular modelos matemáticos complejos que representen sistemas reales tanto en estado estacionario como no estacionario.
•Plantear modelos para obtener los coeficientes de transporte individuales y globales necesarios para la resolución de problemas reales.
Los contenidos se desarrollan en 3,0 ECTS y son los contemplados de forma sucinta en el descriptor de la materia en plan de estudios del Máster en Ingeniería Química y BioProcesos, y son: Balances microscópicos. Ecuaciones de velocidad. Ecuaciones de conservación. Transporte molecular en régimen estacionario y no estacionario. Transporte entre fases. Analogías. Modelos para el transporte simultáneo de más de una propiedad: Estacionario y no estacionario; sin y con reacción química; análisis de diferentes geometrías.
Teniendo en cuenta los descriptores arriba señalados el programa de la materia se estructurará de la siguiente forma:
BLOQUE 1.- Transporte de Cantidad de movimiento
Tema 1.- Introducción a los fenómenos de transporte. Niveles de descripción de los fenómenos de transporte. Nomenclatura. Viscosidad y mecanismos de transporte de cantidad de movimiento: Ley de viscosidad de Newton. Generalización de la ley de Newton.
Tema 2.- Balances a nivel microscópico de cantidad de movimiento en envolturas. Distribuciones de velocidad para flujo unidimensional en régimen laminar en estado estacionario. Condiciones límite.
Tema 3.- Ecuaciones de conservación en sistemas isotérmicos: Ecuación de continuidad. Ecuación de movimiento. Uso de las ecuaciones de conservación para la resolución de problemas.
Tema 4.- Transporte de cantidad de movimiento en flujo turbulento: Introducción al flujo turbulento. Ecuaciones de conservación promedias. Introducción a los coeficientes de transporte individuales y globales.
BLOQUE 2.- Transferencia de Calor
Tema 5.- Transporte por conducción, conductividad térmica. Ley de Fourier. Ecuaciones de variación para sistemas no isotérmicos en estado estacionario. Conducción con generación. Distribución de temperatura en sólidos.
Tema 6.- Transporte convectivo. Coeficientes de transporte. Convección forzada y libre. Distribución de temperatura en flujo laminar.
Tema 7.- Ecuaciones de energía.
BLOQUE 3.- Transferencia de Masa
Tema 8.- Fundamentos y conceptos generales de la transferencia de masa. Ley de Fick de la difusión. Velocidades de las especies en difusión. Ecuaciones de continuidad para distintas geometrías. Condiciones de contorno más comunes.
Tema 9.- Difusión molecular en estado estacionario con reacción química. Reacción química heterogénea. Reacción química homogénea.
BLOQUE 4.- Analogías entre transporte de cantidad de calor y transporte de materia y cantidad de movimiento.
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA
BIRD R.B STEWART W.E. AND LIGHTFOOT E.N, Transport Phenomena. 2ª ed. Revised, New York: John Wiley & Sons, 2007. ISBN: 978-0-470-11539-8. SINATURA ETSE: SOLICITADO EBOOK
BIRD R.B STEWART W.E. Y. LIGHTFOOT E.N, Fenómenos de Transporte. Barcelona: Editorial Reverte, 2006 (y ediciones anteriores). ISBN 8429170502. SINATURA ETSE: A111 2 E, A111 2 F
BIRD R.B. STEWART W.E. y LIGHTFOOT E.N. Transport Phenomena. 2ª ed. New York: John Wiley & Sons, 2007 (y ediciones anteriores). ISBN 0-471-41077-2. SINATURA ETSE: A111 1 , 111 20
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA
WELTY J.R. WICKS, C. Fundamentos de transferencia de momento, calor y masa. 2ª ed México: Limusa, 1999. ISBN 968-18-5896-4. SINATURA ETSE: A111 3E
Competencias generales y básicas
•CG7.- Aplicar conocimientos de matemáticas, física, química, biología y otras ciencias naturales, obtenidos mediante estudio, experiencia, y práctica, con razonamiento crítico para establecer soluciones viables económicamente a problemas técnicos.
•CG9.- Saber establecer modelos matemáticos y desarrollarlos mediante la informática apropiada, como base científica y tecnológica para el diseño de nuevos productos, procesos, sistemas y servicios, y para la optimización de otros ya desarrollados.
•CB6 - Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
•CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos
nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio
•CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo
Competencias Transversales:
•CT4 - Capacidad analítica, crítica y de síntesis.
Competencias específicas:
•CE1.- Saber evaluar y seleccionar la teoría científica adecuada y la metodología precisa del campo de estudio de la Ingeniería Química y de Bioprocesos para formular juicios a partir de información incompleta o limitada incluyendo, cuando sea preciso y pertinente, una reflexión sobre la responsabilidad social o ética ligada a la solución que se proponga en cada caso.
•CE2.- Haber desarrollado la autonomía suficiente para participar en proyectos de investigación y colaboraciones científicas o tecnológicas dentro del ámbito temático de la Ingeniería Química y de Bioprocesos, en contextos interdisciplinares y, en su caso, con una alta componente de transferencia del conocimiento.
•CE3.- Aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con el área de estudio de Ingeniería Química.
•CE4.- Capacidad para aplicar el método científico y los principios de la ingeniería y economía, para formular y resolver problemas complejos en procesos, equipos, instalaciones y servicios, en los que la materia experimente cambios en su composición, estado o contenido energético, característicos de la industria química y de otros sectores relacionados entre los que se encuentran el farmacéutico, biotecnológico, materiales, energético, alimentario o medioambiental.
•CE6.- Diseñar productos, procesos, sistemas y servicios de la industria química, así como la optimización de otros ya desarrollados, tomando como base tecnológica las diversas áreas de la ingeniería química, comprensivas de procesos y fenómenos de transporte, operaciones de separación e ingeniería de las reacciones químicas, nucleares, electroquímicas y bioquímicas.
•CE7.- Conceptualizar modelos de ingeniería, aplicar métodos innovadores en la resolución de problemas y aplicaciones informáticas adecuadas, para el diseño, simulación, optimización y control de procesos y sistemas.
La asignatura consta de 3 créditos, destinados 14 h para impartir clases magistrales y 12 h para seminarios. Se usará la lección magistral para desarrollar gran parte del temario. Antes de comenzar con un tema, el profesor describirá de forma genérica los contenidos relacionándolos entre sí y con temas anteriores con el fin de que los alumnos aprecien la importancia del mismo. Al finalizar el tema se hará un pequeño balance de lo visto, incidiendo en los aspectos que puedan presentar más dificultades al alumno.
Las clases de seminario estarán básicamente dedicadas a la resolución de problemas y planteamiento de casos relacionados con los conceptos teóricos. Se fomentará el uso de herramientas informáticas y hojas de cálculo para la resolución de problemas.
Se empleará el Campus Virtual (Moodle) como herramienta para facilitar información/anuncios sobre la actividad docente a lo largo del curso y materiales complementarios para el estudio de la materia.
Tanto en las clases magistrales como en los seminarios, se tratará de plantear temas y cuestiones reales para suscitar interés y aclarar conceptos. Se plantearán diferentes actividades a lo largo del desarrollo de la materia que llevarán asociadas la entrega a través del Campus Virtual de documentos escritos o la realización de sesiones orales (presenciales o telemáticas), evaluables en ambos casos.
Por otro lado, la mayoría de las ecuaciones que describen el transporte de cantidad de movimiento, materia y energía a través de un sistema son ecuaciones diferenciales que carecen de solución analítica. Los métodos numéricos para resolver estas ecuaciones se han usado siempre pero su desarrollo se ha acelerado mucho debido a la capacidad de los modernos ordenadores que ejecutan cálculos repetitivos. Por ello esta asignatura estará íntimamente ligada a la asignatura de “Simulación con métodos numéricos” donde pretende introducir al alumno en el uso de estos métodos numéricos para la resolución de las ecuaciones planteadas, mediante el programa Comsol Multiphysics.
Se realizará un trabajo obligatorio en grupo, conjunto con la asignatura de “Simulación con métodos numéricos" que consitirá en aplicar los balances microscopicos de materia, energia y cantidad de movimienteo a un proceso industrial real y su simulación mediante un software adecuado Matlab, Comsol, etc. El trabajo se presentará y defenderá en la tutoría de grupo en la fecha marcada oficialmente en el calendario. El trabajo se presentará y defenderá en la tutoría de grupo en la fecha marcada oficialmente en el calendario.
- Competencias asociadas a la metodología empleada:
Clases expositivas: CG7; CG9; CB6; CE7; CB10;
Clases de seminario: CG7; CB6; CB7; CB10; CT4; CE1; CE3; CE4; CE6; CE7
Trabajo en grupo: CB7; CT4; CE1; CE2; CE3; CE4; CE6; CE7
Tutoría en grupo: CG7; CB7; CT4; CE1; CE3;
Se efectuará un seguimiento del aprendizaje de los estudiantes mediante la realización de actividades, trabajos o resolución de problemas de forma individual y/o por grupo. Asimismo, los estudiantes realizarán un examen con cuestiones teóricas y resolución de problemas que permitirá individualizar la calificación final.
Distribución de la calificación*
Entrega de problemas: 25% de la nota final (Actividad 1)
Trabajo en grupo (uno): 20% de la nota final (Actividad 2)
Tutorías/Informe del Profesor: 5% de la nota final
Examen Teorico-práctico: 50% de la nota final
*Se requerirá un mínimo de 3 sobre 10 en cada una de las partes evaluables para superar la materia. Si se alcanzan los 5 puntos en la nota final sin cumplir alguno de los mínimos parciales, la nota final pasará a ser la de aquel apartado en que no se haya alcanzado dicho mínimo.
Evaluación de actividades y competencias
Actividad 1: CG7; CG9; CB6; CB7; CB10; CT4; CE1; CE2; CE3; CE4; CE6; CE7
Actividad 2: CG7; CG9; CB6; CB7; CB10; CT4; CE1; CE2; CE3; CE4; CE6; CE7
Tutoría en grupo: CG7; CG9; CB6; CB7; CB10; CT4; CE1; CE2; CE3; CE4; CE6; CE7
Examen: CB7; CB10; CT4; CE1; CE2; CE3; CE7
El sistema de evaluación será el mismo para la primera y segunda oportunidad.
Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas será de aplicación lo recogido en la Normativa de evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de cualificaciones.
Distribución de la actividad formativa en créditos ECTS
Actividad: Horas presenciales - Horas Trabajo alumno - ECTS
Clases magistrales: 14,0 - 14,0 - 1,12
Seminarios : 12,0 - 15,0 - 1,08
Aula informática: -- -- --
Prácticas laboratorio: -- -- --
Tutorías grupo: 1,0 - 4,0 - 0,20
Subtotal: 27,0 - 33,0 - 2,40
Tutorías individualizadas: 1,0 - 4,0 - 0,20
Examen y revisión: 2,0 - 8,0 - 0,40
Total: 30,0 - 45,0 - 3,0
Se empleará el Campus Virtual como herramienta para facilitar información/anuncios sobre la actividad docente a lo largo del curso y materiales complementarios para el estudio de la materia.
La docencia se imparte en castellano.
Se empleará el Campus Virtual como herramienta para facilitar información/anuncios sobre la actividad docente a lo largo del curso y materiales complementarios para el estudio de la materia.
Aquellos alumnos que deseen obtener información adicional sobre cuestiones relacionadas con la organización docente y de investigación del centro pueden consultar las siguientes páginas web:
- Departamento de Ingeniería Química (correo electrónico, despachos y teléfonos del profesorado del departamento, así como actividades de investigación realizadas).
- Escuela Técnica Superior de Ingeniería (descripción de la titulación, organización del centro, horarios de clases de teoría y laboratorio, organización de grupos de prácticas, calendario de exámenes y formularios administrativos).
Eva Rodil Rodriguez
Coordinador/a- Departamento
- Ingeniería Química
- Área
- Ingeniería Química
- Teléfono
- 881816796
- Correo electrónico
- eva.rodil [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Catedrático/a de Universidad
| Martes | ||
|---|---|---|
| 09:00-11:00 | Grupo /CLE_01 | Aula A6 |
| Viernes | ||
| 09:00-11:00 | Grupo /CLE_01 | Aula A6 |
| 21.12.2023 10:00-12:00 | Grupo /CLE_01 | Aula A6 |
| 21.12.2023 10:00-12:00 | Grupo /CLIS_01 | Aula A6 |
| 21.06.2024 10:00-12:00 | Grupo /CLE_01 | Aula A6 |
| 21.06.2024 10:00-12:00 | Grupo /CLIS_01 | Aula A6 |
| Docente | Idioma |
|---|---|
| RODIL RODRIGUEZ, EVA | Castellano |
| Docente | Idioma |
|---|---|
| RODIL RODRIGUEZ, EVA | Castellano |
| Docente | Idioma |
|---|---|
| RODIL RODRIGUEZ, EVA | Castellano |
| Docente | Idioma |
|---|---|
| RODIL RODRIGUEZ, EVA | Castellano |
| Docente | Idioma |
|---|---|
| RODIL RODRIGUEZ, EVA | Castellano |