operaciones 1 ipryma ii-15

7/23/2019 Operaciones 1 IPRyMA II-15

http://slidepdf.com/reader/full/operaciones-1-ipryma-ii-15 1/27

Profesora

Srta. Paula Bustamante Tapia

[email protected]

2015

ASIGNATURA

OPERACIONESUNITARIAS

INGENIERÍA EN PREVENCIÓN DE RIESGOS YMEDIO AMBIENTE



IntroducciónUnidades de medición

Conversión de Unidades

Unidad 1: Transferencia de CalorIntroducción

Conceptos

Unidades de medición

Conducción

Ley de Fourier

EjerciciosConvección

Ley de Newton

Ejercicios

Radiación

Ley de Kirchoff

Ejercicios

PROGRAMA ASIGNATURAOPERACIONES UNITARIAS



Unidad 2 : Transferencia de MasaIntroducción

ConceptosUnidades de medición

Principios

DifusiónBalances de MasaEjercicios

Unidad 3 : Trabajo de Investigación

Equipos Utilizados en la Industria (Trabajo 1)Operación Unitaria (Trabajo 2)Principio físico – químico utilizadoTipos de equipos Aplicación del Equipo Aspectos de seguridad y medio ambiente asociados a su uso.




Clases presencialesClases de ejerciciosReuniones de trabajoTrabajos de investigación


MÉTODOS DE INSTRUCCIÓN PARALA ASIGNATURA



Cátedra: 60% Taller 40%CÁTEDRA1° Evaluación: 13-10 35%2° Evaluación: 16-11 35%3° Evaluación: 7-12 30%TALLERTrabajo de investigación 1: 30%Trabajo de investigación 2: 40%Controles: 30%

Evaluaciones pendientes: 10-12Recalificación: 18-12

Examen de Recalificación (Nota desde 3,4)

Evaluación por separado de Cátedra y Laboratorio

PROGRAMA ASIGNATURAOPERACIONES UNITARIASEVALUACIONES



Selección perfil profesional 26 de Agosto (on-line)•

Director Proyecto• Ingeniero de Procesos• Ingeniero en Prev. Riesgos• Ingeniero Medio Ambiente

Definición de grupos 26 de Septiembre (on-line)

Reuniones de Trabajo Por definir•

Definición de perfil

•

Definición de productos esperados por área• Definición programa de trabajo

Exposiciones Por definir

Pasos 3 y 4 se repiten para proceso productivo


LABORATORIO




INGENIEROSLa asignatura de Operaciones Unitarias requiereestudiantes de ingeniería para los siguientes cargos:

• Director Proyectos (código 01 OOUU)• Ingeniero Procesos (código 02 OOUU)• Ingeniero Seguridad (código 03 OOUU)• Ingeniero Ambiente (código 04 OOUU)

Requisitos:• Carrera de Ingeniería en Prevención deRiesgos y Medio Ambiente• No es exigible experiencia.•

Capacidad de liderazgo, manejo de personaly trabajo en equipo.

Las postulaciones deben ser realizadas en laplataforma educa hasta el 31 de Agosto.



Profesora

Srta. Paula Bustamante Tapia

[email protected]

2015

ASIGNATURA

OPERACIONESUNITARIAS

INGENIERÍA EN PREVENCIÓN DE RIESGOS YMEDIO AMBIENTE



Del estudio de la Termodinámica sabemos que el calor es energíaen transito, que tiene lugar como resultado de las interacción de unsistema con sus alrededores debido a una diferencia detemperaturas. Sin embargo, la Termodinámica trata con sistemas

en equilibrio de modo que nos permite determinar la cantidad deenergía que requiere un sistema para cambiar de un estado a otro,pero no nos dice que tan rápido ocurre este cambio.

La Trasferencia de Calor juega un rol complementario a laTermodinámica, dándonos información acerca de la naturaleza delas interacciones del sistema con el medio y la velocidad con quedichas interacciones se producen.

TRANSFERENCIA DE CALOR YDISPOSITIVOS DE TRANSFERENCIA



Consideremos el típico ejemplo de una barra de cobre a altatemperatura que se sumerge en agua a temperatura ambiente. LaTermodinámica Clásica determina la cantidad de energía que setransmite hasta que el sistema alcanza el equilibrio, pero no nosdice nada acerca de la rapidez que la que el sistema alcanza el

equilibrio o de la temperatura que tendrá el sistema después decierto tiempo antes de alcanzar el equilibrio térmico.

Los mecanismos a través de los cuales se da la transferencia decalor son:

! Conducción

! Convección

!

Radiación

Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente,

puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre losotros dos.




En la industria es común encontrar fenómenos de transferencia decalor, sin embargo, en aparatos domésticos también es fácil deencontrar:

! Sistemas de calefacción

! Acondicionamiento de aire

! Refrigeradores

! Hervidor eléctrico

!

Planchas! Computadores, etc.




Entonces!..

La importancia de estudiar la transferencia de calor en ingenieríaradica en que los equipos para estos fines (intercambiadores decalor, calderas, condensadores, radiadores, calentadores, hornos,refrigeradores y colectores solares) están diseñados tomando encuenta el análisis de transferencia de calor.

Los problemas de esta ciencia en la práctica se pueden consideraren dos grupos: 1) de capacidad Nominal , y 2) de

Dimensionamiento.




Sistema métrico (SI)La unidad de medición más frecuente en el SI es:

Vatio (1W)

Kilovatio kW (1000W)

Megavatio 1MW (1.000.000W)

El vatio es equivalente a 1 joule por segundo (1 J/s)

UNIDADES DE POTENCIA

La potencia eléctrica de los aparatos eléctricos se expresa envatios, si son de poca potencia, pero si son de mediana o granpotencia se expresa en kilovatios (kW) que equivale a1000 vatios. Un kW equivale a 1,35984 CV (caballos de vapor ).



Sistema InglesLa unidad de medición más frecuente en el Sistema Ingles es elBTU (British Thermal Units)

El BTU es equivalente a 1.054,8 joule

Es importante destacar que la unidad más utilizada en el sistema

ingles se refiere sólo a energía, por lo que se hace necesario

expresarlo con respecto al tiempo para indicar flujo de calor (ej.

BTU/seg).

UNIDADES DE POTENCIA

Ejercicios de transformación de unidades

78.320 BTU/hr" ¿MW?

2.000 KW" ¿Btu/hr?

0,72 W/m*ºC" ¿Btu/hr*pie*ºF?



TRANSFERENCIA DE CALOR PORCONDUCCIÓN

LEY DE FOURIER

La relación básica del flujo de calor por conducción es laproporcionalidad existente entre la velocidad de flujo de calor através de una superficie isotérmica y el gradiente de temperatura

existente en dicha superficie.




CONDUCTIVIDAD CALORIFICA O TERMICA (k)

La constante de proporcionalidad k es una propiedad de lasustancia que se denomina conductividad calorífica.

En general, la conductividad térmica

de un material varía con latemperatura, pero en muchassituaciones prácticas, si el sistematiene una temperatura media, sepuede considerar con un valor medio

constante lo que proporcionaresultados bastante satisfactorios.




CONDUCTIVIDAD CALORIFICA O TERMICA (k)

Comportamiento dela conductividadtérmica de acuerdoa su material.




TRANSFERENCIA DE CALORPOR CONDUCCIÓN EN PLACA PLANA

El ejemplo más común de conducción es el flujo de calor ensólidos opacos, tales como la pared de ladrillo de un horno, la

pared metálica de un tubo, una cucharilla de té puesta en una tazarecién servida, etc.





Desarrollo de formula de ley de Fourier

Donde:q : Flujo de transferencia de calor por conducción. A: Área transversal a la dirección de flujo de calor.

L: Espesor de la placak : Conductividad térmica del materialTf : Temperatura de la superficie caliente.To: Temperatura de la superficie fría.

El término L/(k*A) se conoce con el nombre de resistencia térmica delmaterial.



• Conducción decalor a través deuna pared planagrande de espesor x y área A.





Ejercicio 1Determinar el flujo de calor que se transfiere a través de una placa

de Cu de 6 cm de espesor que mantiene una pared a 453 K y laotra a 298 K.Considere k=370 J/(s*m*ºC)

Ejercicio 2

Determine el flujo de calor que se transfiere por una pared de 4pies de espesor, donde las Tº de sus paredes son de 160 y 425 ºF.Si el material de la pared tiene una conductividad térmica que variasegún la Tº a razón de:

K = 0.5 ( 1+0.06*t) [BTU / hr*pie*ºF]





Ejercicio 3Determine el flujo de calor que se transfiere a través de una placa

plana de Cu de 16 cm de espesor que mantiene sus paredes a:I. 200 y 100ºCII. 300 y 100ºCIII. 200 y 100ºC y su espesor se rebaja a 8 cm.IV. De acuerdo a lo calculado entregue sus apreciaciones acerca

del fenómeno.




TRABAJO 1

Tipo : Informe ejecutivo y exposiciónGrupos : 2 alumnos cada grupoFecha entrega : 3 de Septiembre de 2015 (exposición oral)

Tema: : Recopilación de información de material aislanteInformación : SODIMAC, CONSTRUMART, EASY, HomecenterREAL, internet

Tópicos a tratar:I. Gama de materiales de aislación

II.

Rangos de temperaturasIII.

Coeficientes térmicos (k )IV. Formatos de presentaciónV. Transporte, manejo e instalaciónVI.

PreciosVII. Fotografías con etiquetas identificadoras de k

operaciones 1 ipryma ii-15

Documents