Anar al contingut (clic a Intro)
UdG Home UdG Home
Tancar
Menú

Estudia

Dades generals

Curs acadèmic:
2005
Descripció:
Balanços de matèria i energia. Flux de fluids. Transmissió de calor. Operacions de separació per transferència de matèria
Crèdits:
10,5
Idioma principal de les classes:
Sense especificar
S’utilitza oralment la llengua anglesa en l'assignatura:
Sense especificar
S’utilitzen documents en llengua anglesa:
Sense especificar

Grups

Grup A

Durada:
Anual
Professorat:
Miquel Francesc Llop Manero  / Joaquim Velayos Sole

Altres Competències

  • Donar els coneixements teòrics i pràctics suficients sobre els principis de funcionament de les principals operacions Básiques en Enginyeria Química. Així com proporcionar les bases de càlcul tan per seleccionar l’equip com per dimensionar-lo. Pel que fa referència a la circulació de fluids per conduccions i bombes l'alumne ha d'assolir els conceptes bàsics de la mecànica de fluids incompresibles, la seva aplicació al transport de fluids i conèixer les tècniques de mesures de cabal en conductes oberts i tancats.

Continguts

1. BLOC I INTRODUCCIÓ

          1.1. Introducció. Introducció a l’Enginyería Química. Procés Químic i Operació Bàsica. Fonaments i clasificació. Balanç de matèria i energia.

2. BLOC II TRANSPORT DE QUANTITAT DE MOVIMENT (Mecànica de fluids)

          2.1. Introducció. Definició i propietats del fluid. Viscositat dinàmica i viscositat cinemàtica. Índex de viscositat. Característiques i assaig de lubricants.

          2.2. Estàtica de fluids. Pressió, pressió relativa i absoluta. Equació fonamental de la hidrostàtica. Diagrama de pressions. Pla de càrrega hidrostàtic absolut. Manometria. Pressió sobre superfícies planes submergides. Centre de pressions. Aplicacions.

          2.3. Hidrodinàmica Fluids real i fluids perfectes. Cabal a través d'una superfície elemental. Equació de continuïtat. Líquids reals i líquids perfectes. Equació fonamental de la hidrodinàmica. Equació de Bernouilli. Interpertació energètica l'equació de Bernouilli. Mesura de la pressió total. Tub de Pilot. Mesura de la pressió dinàmica. Tub de Prandt. Mesura de cabals. Tub Venturi. Toveres de mesura. Diafragmes. Altres aplicacions, ejectors, sifons.

          2.4. Pèrdues de càrrega. Règim laminar i règim turbulent. Rugositat absoluta i rugositat relativa. Pèrdues de càrrega primàries i secundàries. Equació de Darcy-Weisbach. Càlcul del coeficient de pèrdues de càrrega primàries. Colebrook-Whaite. Diagrama de Moody. Aplicacions. Equació fonamental de pèrdues de càrrega secundaries. Càlcul de pèrdues de càrrega secundaries, mètode del coeficient, mètode de la longitud equivalent. Dimensionament de canonades.

          2.5. Xarxes de distribució. Connexió de conductes en sèrie. Connexió de conductes en paral·lel. Conductes equivalents. Resolució gràfica. Corba característiques d'un conducte. Conductes ramificats, problema dels tres dipòsits.

          2.6. Mesura de cabals en conductes oberts i canals. Classificació. Radi hidràulic. Equació general. Formules de Chezy, Bazin, Kutter i Manning. Optimització de seccions. Condicions de mínima resistència. Velocitats locals d'escolament. Diagrama de velocitats. Mesura de la velocitat local d'escolament. Molinets hidromètrics. Càlcul del cabal. Mètodes geomètrics. Mètodes gràfics.

          2.7. Vessament de Fluids. Equació general de vessament per orificis. Coeficient de contracció, coeficient de velocitat, coeficient de cabal. Cabal d'un orifici submergit. Comporta de fons. Vessadors. Vessadors de paret prima. Vessadors de paret gruixida. Formes de lamina vessant. Lamina deprimida. Lamina adherent. Lamina lliure. Dimensionament de vessadors.

          2.8. Característiques d'un riu. Mesures de camp, selecció de la secció hidromètica, mesura de les velocitats mitjanes, càlcul del cabal. Corba cronològica de cabals. Corba de freqüències de cabals. Corba de cabals acumulats. Capacitat d'embasament.

          2.9. Circuits d'aire comprimit. Condicionament d'aire comprimit. Pèrdues de pressió, avaluació de les pèrdues per fuites. Xarxes de distribució: paràmetres, disposició de la xarxa, dimensionament de canonades.

          2.10. Bombes centrifugues. Classificació. Estudi orgànic, robet i sistema difusor. Instal·lació d'una bomba. Encebament. Expressions de l'alçada manomètrica. Pèrdues, rendiments i potència. Corbes característiques. Cavitació en bombes centrífugues, NPSH.

          2.11. Característiques. Característica de la bomba i de la instal·lació. Punt de funciomanent. Acoblament de bombes en sèries i en paral·lel.

          2.12. Regulació de bombes. Regulació de cabal actuant sobre la característica de la instal·lació. Vàlvula de reguladora de cabal actuant sobre la característica de la bomba. Regulació actuant sobre característica de la instal·lació i de la bomba. Selecció de bombes.

3. BLOC III TRANSMISSIÓ DE CALOR

          3.1. Transmissión de calor. Mecanismes de transmissió: conducció, convecció i radiació. Lleis que regeixen aquests fenòmens. Transmisió de calor en estat estacionari i no estacionari. Coeficients individuals de transmisió de calor. Resistència tèrmica. Coeficients globals. Calentament i refredament.

          3.2. Bescanviadors de calor. Característiques generals. Tipus i clasificació. Disposició de flux. Temperatura mitjana logarítmica. Factors correctors. Bescanviadors de doble tub, carcasa i tubs i de plaques.

          3.3. Evaporació. Fonaments. Funcionament, tipus i accesoris. Increment ebulloscòpic. Capacitat i economía. Evaporador simple. Evaporació per càrregues. Aprofitament energètic del vapor: Múltiple efecte. Compressió tèrmica i mecànica. Bomba de calor.

4. BLOC IV TRANSFERÈNCIA DE MATÈRIA

          4.1. Introducció a la transferència de matèria. Difusió en fluids. Llei de Fick. Difusivitat de gasos i de líquids. Predicció dels seus valors. Coeficients de transferència en flux laminar i en flux turbulent. Coeficients individuals i globals. Determinació i predicció dels coeficientes.

          4.2. Destil·lació. Equilibris líquido-vapor. Sistemes ideals, mescles reals, constants d’equilibri. Volatilitat relativa. Destil·lació simple i d’equilibri. Rectificació continua en sistemes binaris. Balanços. Càlcul del nombre de plats pel métode de McCabe Thiele. Eficàcia. Rectificació discontínua. Destil·lación per arrossegament de vapor. Equip.

          4.3. Absorció de gasos. Estudi de l'equilibri. Balanç de matèria: línia d'operació. Torres de rebliment. Càlcul del diàmetre. Càlcul de l'alçada. Coeficients globals de transferència de matèria. Unitats de transferència, la seva alçada. Dissolucions diluïdes.

          4.4. Extracció líquid-líquid. Equilibri líquid-líquid. Sistemes de representació gràfica, diagrama triangular. Separació en una etapa. Separació en múltiples etapes; modalitats de separació; reflux. Mètodes de càlcul. Equip.

          4.5. Extracció sòlid-líquid (Lixiviació). Introducció. Fonaments. Relacions d'equilibri. Balanços de matèria i càlcul de les operacions de contacte senzill, contacte múltiple en flux creuat, i contacte múltiple en contracorrent. Mètodes gràfic i analítics. Eficàcia de les etapes. Equip.

5. BLOC V TRANSFERÈNCIA SIMULTÀNIA DE MATÈRIA I CALOR

          5.1. Sistema aire-aigua (humidificació). Definicions: humitat absoluta, relativa i percentual. Temperatura humida, de rosada i de saturació adiabàtica. Relació de Lewis. Diagrama psicromètric. Mecanismes d’humidificació. Torres de refredament d’aigua. Condicionament d’aire. Equipo.

          5.2. Assecatge. Introducció. Assecatge de sòlids. Conceptes. Periodes d’assecatge. Velocitat i potèncial d’assecatge. Balanços de matèria i energía. Equip.

6. BLOC VI ALTRES OPERACIONS BASADES EN EL TRANSPORT DE QUANTITAT DE MOVIMENT

          6.1. Fluïdització i transport de sòlids Fluïdització incipient. Velocitat mínima de fluïdització. Expansió del llit. Arrossegament de partícules. Transport pneumàtic. Tipus de flux. Sistemes d'operació. Pèrdua de càrrega. Ciclons. Equip.

Activitats

Tipus d’activitat Hores amb professor Hores sense professor Total
Total 0 0 0

Bibliografia

  • Agüera Soriano, José (DL 2002). Mecánica de fluidos incompresibles y turbomáquinas hidráulicas (5ª ed. act). Madrid: Ciencia 3.
  • Carnicer Royo, Enrique (2001). Bombas centrífugas (2ª ed). Madrid: Editorial Paraninfo.
  • Mataix, Claudio (1982). Mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas (2ª ed., ampliada y puesta al día). Madrid: Ediciones del Castillo.
  • Velayos Solé, Joaquim, Comamala Laguna, Martí, González Castro, Josep R (1998). Fluids. [Girona]: l'autor Palahí A.G.
  • Coulson, J. M, Richardson, J. F (1979-1988). Ingeniería química. Barcelona: Reverté.
  • McCabe, Warren L, Smith, Keith V, Harriott, Peter (1994). Operaciones unitarias en ingeniería química (4ª ed). Madrid [etc.]: MacGraw-HIll.
  • Ocón García, Joaquín, Tojo Barreiro, Gabriel (1963). Problemas de ingenieria química, : operaciones básicas (3ª ed). Madrid: Aguilar.
  • Manual del ingeniero químico (cop. 2001) (4ª ed). Madrid [etc.]: McGraw-Hill.

Avaluació i qualificació

Activitats d'avaluació:

Descripció de l'activitat Avaluació de l'activitat %

Qualificació

Mètodes docents:
Clases teòriques. Problemes. Treballs monogràfics i exercicis de seguiment.
Tipus d'exàmens:
Examen escrit. Avaluació al primer quadrimestre.

Observacions

Es publicarà material didàctic durant tot el curs. Disponible a "fotocopies PI"

Escull quins tipus de galetes acceptes que el web de la Universitat de Girona pugui guardar en el teu navegador.

Les imprescindibles per facilitar la vostra connexió. No hi ha opció d'inhabilitar-les, atès que són les necessàries pel funcionament del lloc web.

Permeten recordar les vostres opcions (per exemple llengua o regió des de la qual accediu), per tal de proporcionar-vos serveis avançats.

Proporcionen informació estadística i permeten millorar els serveis. Utilitzem cookies de Google Analytics que podeu desactivar instal·lant-vos aquest plugin.

Per a oferir continguts publicitaris relacionats amb els interessos de l'usuari, bé directament, bé per mitjà de tercers (“adservers”). Cal activar-les si vols veure els vídeos de Youtube incrustats en el web de la Universitat de Girona.