transferencia de energía 1547 grupo 3 -...

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Transferencia de Energía

1547

Grupo 3

2014-08-04 1ª

Contenido

1. Introducción:

1.1 Notas del Reglamento y normas para la impartición de clases;

1.2 Programa de estudio;

1.3 Otras notas.

Reglamento y normas para la impartición de clases.

1. Dar a conocer a los alumnos, durante la primera sesión del semestre,

el temario y la bibliografía de la asignatura, así como los parámetros

que se tomarán en cuanta para evaluar el aprendizaje estudiantil.

2. Indicar oportunamente a los alumnos si el grupo contará o no con su

consentimiento para grabar sus clases.

3. Cubrir los programas aprobados por el H. Consejo Técnico,

asistiendo puntualmente a las sesiones de clases y cubriendo el

horario establecido.

4. Mostrar oportunamente a los alumnos los exámenes, tareas y trabajos

calificados. En general, atender y respetar a los estudiantes,

mostrando interés porque estos aprendan.

5. Abstenerse de impartir clases extras, de aplicar exámenes parciales

fuera del horario de los grupos y de guardar calificaciones para

semestres posteriores.

Reglamento y normas para la impartición de clases (continua).

6. Respetar el calendario escolar aprobado por el H. Consejo Técnico,

incluidas las fechas establecidas para las dos vueltas de exámenes

ordinarios. No aplicar exámenes parciales en fechas destinadas a

exámenes finales.

7. Llenar las actas electrónicas de calificaciones puntualmente.

8. Participar activamente en los talleres y seminarios departamentales

destinados al mejoramiento de la labor docente. Incorporarse al

claustro de profesores que elaboran, calendarizan y aplican los

exámenes departamentales de las asignatura que imparte.

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE QUÍMICA

Programa de Estudio de Quinto Semestre

Asignatura: Transferencia de Energía

Ciclo: Fundamental de la profesión

Área/Departamento: Ingeniería Química

Obligatoria Clave: 1547 Teoría; 3 h/48h Créditos 6

Tipo de asignatura: TeóricaModalidad de la asignatura: Curso

Seriación Obligatoria:

Asignatura precedente: Ecuaciones diferenciales

Asignatura subsecuente: Ingeniería de calor.

Seriación recomendable:

Asignatura precedente: Transferencia de momentum

7

Objetivos:

El curso de Transferencia de Energía está enfocado a que los alumnos:

a) Adquieran los conocimientos de los principios físicos fundamentales de la transferencia de

energía y establezcan una relación entre estos principios y el comportamiento de sistemas

térmicos de naturaleza diversa y propia del campo de la ingeniería química.

b) Sean capaces de aplicar estos conocimientos en el análisis y solución de problemas de

transferencia de energía.

c) Desarrollen sus capacidades analíticas y de abstracción que les permita plantear y analizar

problemas para el desarrollo de modelos específicos de transferencia de energía, mediante una

perspectiva unificada de los fenómenos de transporte para resolver una mayor variedad de

problemas tanto teóricos como prácticos.

Los conocimientos adquiridos en este curso servirán de base para el estudio de equipos, procesos

y sistemas térmicos que se presentarán en el curso de Ingeniería de Calor y en cursos posteriores

relacionados con el diseño, control u optimización de procesos que involucren en alguna de sus

etapas la transferencia de energía.

Transferencia de Energía (Térmica):

Unidades Temáticas

h/unidad Unidad

3T 1. Introducción 1.1. Mecanismos de transferencia de energía; conducción,

convección (natural, forzada), radiación.

1.2. Propiedades de transporte (conductividad térmica),

coeficientes de difusión (energía).

1.3. Ley de Fourier y Ley de enfriamiento de Newton.

5T 2. Ecuaciones de

Conservación

2.1. Ecuaciones de conservación de masa y cantidad de

movimiento (repaso)

2.2. Ecuación de conservación de energía, Balance general de

energía, balance de energía térmica, balance de energía

mecánica

2.3. Análisis dimensional de las ecuaciones de conservación

2.4. Números adimensionales .

8

Unidades Temáticas

9

h/unidad Unidad

13T 3. Transferencia de

Energía

3.1. Conducción de energía (regímenes permanente y

transitorio)

3.2. Convección forzada en flujo laminar

3.3. Convección natural

Unidades Temáticas

10

h/unidad Unidad

13T 4. Transferencia de

Energía en Flujos

Laminar y

Turbulento

4.1. Capa límite; Placa plana. Solución "exacta" y

soluciones aproximadas

4.2. Determinación de coeficientes de transferencia

Nu=Nu(Re, Pr), Nu=Nu(Re, Pr), Sh=Sh(Re, Sc) (Relación

entre los coeficientes H y K)

4.3. Otras geometrías (esfera)

4.4. Transferencia de energía en flujo turbulento,

Conceptos fundamentales

4.5. Analogías: Reynolds, Colburn, factor JH

4.6. Ecuaciones de diseño para transferencia convectiva,

Análisis dimensional (métodos experimentales),

convección forzada, convección libre números de Grashof

y de Rayleigh, (flujos externos, internos y diferentes

geometrías)

Unidades Temáticas

11

h/unidad Unidad

9 T 5. Balances

integrales en

sistemas no

isotérmicos

5.1. Balances integrales de energía

5.2. Balances integrales de energía mecánica

5.3. Análisis de sistemas no isotérmicos (regímenes

permanente y transitorio).

h/unidad Unidad

5 T 6. Radiación

térmica

6.1. Introducción

6.2. Absorción, reflexión y transmisión

6.3. Ley de Stefan- Boltzman. Intercambio de energía radiante

en cuerpos negros y grises. Coeficiente ficticio de

transferencia de energía por radiación.

6.4. Radiación de gases.

Bibliografía Básica

Bird R. B., Stewart W. E. & Lighfoot E. N., Transport Phenomena, 2nd. ed., USA, John

Wiley & Sons, 2002.

Whitaker S., Fundamental Principles of Heat Transfer, USA, Pergamon Press, 1977.

Incopera F, & De Witt, Fundamentals of Heat and Mass Transfer, 4th ed., USA, John Wiley

& Sons, 2002.

Bennett C. O. & Myres J, E., Momentum, Heat, and Mass Transfer, 3rd ed., USA, McGraw-

Hill, 1982.

Olson A. T. & Scheland K. A., K, A, Introduction to Fluid Flow and the Transfer of Heat

and Mass, USA, Prentice-Hall, 1987.

Frank K. & Mark S., Principios de Transferencia de Calor, 6a. Ed. México, 2001.

Welty J., Wicks C. E., Wilson R. E. & Roner G. L., Fundamentals of Momentum, Heat,

and Mass Transfer, 4a. Ed. Ed. Wiley, 2000.

Bibliografía Complementaria

Brodkey R. S. & Hersey H. C., Transport Phenomena A Unified Approach, USA, McGraw-

Hill, 1989.

Fahien R. W., Fundamentals of Transport Phenomena, USA, McGraw-Hill, 1983.

Eckert E. G. R. & Drake R. M., Analysis of Heat and, Mass Transfer, USA, McGraw-Hill,

1972.

Kays W. M. & Crawford M. E., Convective Heat and Mass Transfer, 2nd. ed, USA,

McGraw-Hill, 1993.

Sugerencias Didácticas

Clases teóricas. Problemas. Presentaciones audiovisuales.

Forma de Evaluar

A través de exámenes y desarrollo de proyectos específicos o seminarios de investigación que

complementen los temas vistos en clase.

Perfil profesiográfico de quién puede impartir la asignatura

Ingeniero químico con experiencia en la enseñanza de fenómenos de transporte

MODELOS MATEMÁTICOS DE TRANSFERENCIA DE ENERGÍA

1 2

2v

DU q v g pv v

Dt

Antecedente indispensable: Ecuación de movimiento (transporte de momentum):

v vv g Pt

Ecuación de Energía Total (excepto radiación):

Ecuación de Energía Térmica (excepto radiación):

:D

U q p v vDt

Ecuación de Energía Radiante, (ley de Stefan-Boltzman)

( ) 4e

bq T

Compromiso: Revisar los principios básicos que permiten obtener y utilizar este tipo

de modelos para describir la transferencia de energía en diferentes procesos. 15

Ago. 04 0 Programa; Reglamento

Ago. 06 1 Conceptos básicos






Ago. 27 Examen-1 Conceptos básicos

Sep. 01 7 Conceptos básicos y Aplicaciones




Sep. 15 X No hay clase



Sep. 24 Examen-2 Conceptos básicos y Aplicaciones

Sep. 29 13 Presentación de Aplicaciones

Oct. 01 14 Presentación de Aplicaciones







Oct. 27 21 Conceptos básicos y Aplicaciones

Oct. 29 22 Conceptos básicos y Aplicaciones

Nov. 03 23 Conceptos básicos y Aplicaciones

Nov. 05 24 Conceptos básicos y Aplicaciones

Nov. 10 Examen-3 Conceptos Básicos y Aplicaciones

Nov. 12 Ultima Entregar calificación Examen A

Nov. 17 X No hay clase

Nov. 19 Última Entregar calificación Examen A

Transferencia de Energía

Fin de 2014-08-04 1ª

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