Syllabus

BQJ-1008 FENÔMENOS DE TRANSPORTE I

MCIB. JOSÉ DOLORES LIRA MAAS

jdlira@itescam.edu.mx

Semestre Horas Teoría Horas Práctica Créditos Clasificación
5 4 2 6 Ingeniería Aplicada

Prerrequisitos
El alumno debera comprender y aplicar los sistemas de coordenadas cartesianas, cilíndricas y esféricas para analizar sistemas; Conocer los balances macroscopicos de materia para dar soporte al balance de cantidad de movimiento; Emplea el concepto de derivada como la herramienta que estudia y analiza la variación de una variable con respecto a otra para la formulación de modelos matemáticos en el análisis de flujo de fluidos; Soluciona e interpreta ecuaciones diferenciales ordinarias para evaluar los modelos dinámicos que se presentan en su área de ingeniería; Aplica la primera y segunda ley de Termodinámica para dar soporte a la ecuación de energía mecánica; Aplica los métodos numéricos para resolver problemas de ingeniería relacionados al transporte de cantidad de movimiento; Usa software o lenguaje de programación para el planteamiento y resolución de problemas.

Competencias Atributos de Ingeniería
Analiza los diferentes tipos de fenómenos de transferencia para visualizar sus similitudes   Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería aplicando los principios de las ciencias básicas e ingeniería
Deduce la ley de Newton de la viscosidad para entender la relación entre la velocidad de corte y el esfuerzo cortante en fluidos simples   Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería aplicando los principios de las ciencias básicas e ingeniería
Caracteriza reológicamente un fluido para conocer su comportamiento de flujo   Aplicar, analizar y sintetizar procesos de diseño de ingeniería que resulten en proyectos que cumplen las necesidades específicas
Estima la viscosidad de gases y líquidos, usando correlaciones y otras propiedades, del fluido problema, para su uso posterior en el diseño de procesos.   Aplicar, analizar y sintetizar procesos de diseño de ingeniería que resulten en proyectos que cumplen las necesidades específicas
Aplica el balance microscópico de cantidad de movimiento, junto con un modelo reológico del fluido, para obtener perfiles de velocidad en diversos sistemas en donde intervenga el movimiento de un fluido.   Aplicar, analizar y sintetizar procesos de diseño de ingeniería que resulten en proyectos que cumplen las necesidades específicas
Deduce las expresiones matemáticas del perfil de velocidad, velocidad máxima, flujo volumétrico, flujo másico, velocidad promedio y fuerza que ejerce el fluido sobre las paredes que están en contacto con el fluido, para diversos sistemas geométricos   Desarrollar y conducir una experimentación adecuada; analizar e interpretar datos y utilizar el juicio ingenieril para establecer conclusiones
Establece las características de un flujo turbulento para distinguirlo del flujo laminar   Aplicar, analizar y sintetizar procesos de diseño de ingeniería que resulten en proyectos que cumplen las necesidades específicas
Domina la metodología del diseño termodinámico de sistemas de transporte de fluidos para aplicarla en casos específicos   Desarrollar y conducir una experimentación adecuada; analizar e interpretar datos y utilizar el juicio ingenieril para establecer conclusiones
Calcula el factor de fricción (analítica o numéricamente, según corresponda) en el flujo de fluidos, para aplicarlo en la solución de problemas específicos   Aplicar, analizar y sintetizar procesos de diseño de ingeniería que resulten en proyectos que cumplen las necesidades específicas
Diseña termodinámicamente, un sistema de transporte de un fluido en una tubería simple o compuesta, para conocer los requerimientos de potencia.   Desarrollar y conducir una experimentación adecuada; analizar e interpretar datos y utilizar el juicio ingenieril para establecer conclusiones
Conoce las características del flujo de un fluido a través de un medio poroso, para entender sus aplicaciones ingenieriles   Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería aplicando los principios de las ciencias básicas e ingeniería

Normatividad
El alumno deberá entrar puntualmente ala hora de clases; Se comportara con actitud adecuada durante las clases; Se prohíbe el consumo de cualquier alimento o bebida en el salón de clases; Deberá contar con una libreta de apuntes y bitácora de laboratorio; Para las practicas deberán 5 minutos antes de la practica; Deberán contar con el uso adecuado de bata de laboratorio; Respetar el reglamento de laboratorio.

Materiales
Libreta de apuntes y bitácora de laboratorio; Bolígrafos azul y negro; Calculadora; Carpeta de evidencias; Bata de laboratorio.

Bibliografía disponible en el Itescam
Título
Autor
Editorial
Edición/Año
Ejemplares

Parámetros de Examen
PARCIAL 1 De la actividad 1.1.1 a la actividad 2.2.1
PARCIAL 2 De la actividad 3.1.1 a la actividad 4.2.3

Contenido (Unidad / Competencia / Actividad / Material de Aprendizaje)
1. Fundamentos del transporte de cantidad de movimiento.
          1.1. Analiza los diferentes tipos de fenómenos de transferencia para visualizar sus similitudes
                   1.1.1. El alumno realiza la investigacion y ensayo de articulos cientificos relacionados con los temas la ley de Newton de la Viscosidad y conceptualizar a la viscosidad como el parámetro de transporte de cantidad de movimiento; la viscosidad de...
                           PLANEACIONES DE PRIMER PARCIAL ( bytes)
                          
          1.2. Deduce la ley de Newton de la viscosidad para entender la relación entre la velocidad de corte y el esfuerzo cortante en fluidos simples
                   1.2.1. El alumno investiga y realiza un mapa conceptual con los temas caracterizacion reológica de un fluido,; los diferentes tipos de fluidos no newtonianos y sus modelos matemáticos (plástico de Bingham, pseudoplásticos, dilatante, tixotrópicos...
                          
          1.3. Caracteriza reológicamente un fluido para conocer su comportamiento de flujo
                   1.3.1. El alumno realiza una serie de practicas para discutir tablas con valores publicados de parámetros reológicos de fluidos biológicos (alimentos entre otros) y formulaciones publicadas para diversos fluidos no newtonianos y que sean presentadas...
                          
          1.4. Estima la viscosidad de gases y líquidos, usando correlaciones y otras propiedades, del fluido problema, para su uso posterior en el diseño de procesos.
                   1.4.1. El alumno realiza una una visita a una industria local para apreciar en el proceso observado la influencia de los fenómenos de transporte, particularmente el de cantidad de movimiento (flujo en tuberías) y realiza un ensayo.
                          
2. Análisis en flujo laminar
          2.1. Aplica el balance microscópico de cantidad de movimiento, junto con un modelo reológico del fluido, para obtener perfiles de velocidad en diversos sistemas en donde intervenga el movimiento de un fluido.
                   2.1.1. El alumno investiga un articulo cientifico para realizar un ensayo en donde compare resultados en el flujo de un fluido por el interior de un tubo, cuando se emplean los modelos de la Ley de Newton, Ley de la Potencia y Herschel-Bulkley.
                           PLANEACIONES DE PRIMER PARCIAL 1 ( bytes)
                          
                   2.1.2. El alumno Investiga y realiza una presentacion en power point sobre la ley de Hagen-Poiseuille modificada para otros sistemas geométricos y/o reologías del fluido y comparar con la ecuación original, asi como el tema sobre la deducción del balance...
                          
          2.2. Deduce las expresiones matemáticas del perfil de velocidad, velocidad máxima, flujo volumétrico, flujo másico, velocidad promedio y fuerza que ejerce el fluido sobre las paredes que están en contacto con el fluido, para diversos sistemas geométricos
                   2.2.1. Atraves de una practica de aula el alumno construye en Excel un simulador sencillo del flujo de un fluido por el interior de un tubo, graficando su perfil de velocidad, apreciando el efecto de la variación del radio, de la caída de presión de...
                          
3. Análisis en flujo turbulento
          3.1. Establece las características de un flujo turbulento para distinguirlo del flujo laminar
                   3.1.1. El alumno realiza investigaciones sobre las siguientes actividades el diagrama del factor de fricción en función del número de Reynolds para sistemas de fluidos, teniendo en cuenta el comportamiento reológico y el régimen; análisis dimensional...
                           PLANEACIONES DE SEGUNDO PARCIAL ( bytes)
                          
          3.2. Domina la metodología del diseño termodinámico de sistemas de transporte de fluidos para aplicarla en casos específicos
                   3.2.1. El alumno realiza video o animaciones para explicar las propiedades de flujo turbulento.
                          
          3.3. Calcula el factor de fricción (analítica o numéricamente, según corresponda) en el flujo de fluidos, para aplicarlo en la solución de problemas específicos
                   3.3.1. Los alumnos realizan una investigacion y realizan una presentacion en power point para exponer las siguientes actividades explicar la obtención de las ecuaciones modificadas de Navier-Stokes para régimen turbulento, haciendo hincapié en el término...
                          
                   3.3.2. El alumno a traves de una practica realiza experimentos demostrativos de flujo de fluidos en régimen turbulento o utilizar demos disponibles en Internet.
                          
4. La ecuación general de energía mecánica y sus aplicaciones
          4.1. Diseña termodinámicamente, un sistema de transporte de un fluido en una tubería simple o compuesta, para conocer los requerimientos de potencia.
                   4.1.1. El alumno realiza un video o una animación para explicar los diversos estadios de la fluidización.
                           PLANEACIONES DE SEGUNDO PARCIAL 1 ( bytes)
                          
                   4.1.2. El alu,no a traves de una practica un simulador en Excel para estimar la potencia de la bomba requerida para impulsar un flujo volumétrico conocido de un fluido newtoniano, a través de una serie de tramos de tubería. Discutir cómo sería rediseñado...
                          
          4.2. Conoce las características del flujo de un fluido a través de un medio poroso, para entender sus aplicaciones ingenieriles
                   4.2.1. El alumno realiza una exposicion sobre la ingeniería de detalle de los sistemas de conducción de fluidos como: calibres normalizados de tubería, tipos de válvulas y otros accesorios como coples, bridas, niples, codos, entre otros; tipos de bombas...
                          
                   4.2.2. El alumno realiza una investigacion sobre el problema de flujo newtoniano a través de un medio poroso empleando la ley de Darcy con la corrección de Brinkman.
                          
                   4.2.3. El alumno investiga y realiza una linea o reseña histórica de la obtención de la Ley de Darcy (propuesta por el ingeniero francés Henri Darcy en 1857).
                          

Prácticas de Laboratorio (20222023P)
Fecha
Hora
Grupo
Aula
Práctica
Descripción

Cronogramas (20222023P)
Grupo Actividad Fecha Carrera

Temas para Segunda Reevaluación