Syllabus

BQJ-1018 OPERACIONES UNITARIAS II

DRA. NUBIA NOEMI COB CALAN

ncalan@itescam.edu.mx

Semestre Horas Teoría Horas Práctica Créditos Clasificación
6 4 2 6 Ciencia Ingeniería

Prerrequisitos
-Aplicar la primera Ley de la Termodinámica. -Realizar balances macroscópicos de materia y energía. -Uso e interpretación de diagramas de equilibrio. -Uso de tabla de datos termodinámicos. -Aplicación de propiedades coligativas de las soluciones -Cálculo de Coeficientes globales de transferencia de calor. -Solución numérica de sistemas de ecuaciones lineales y no lineales. -Manejo de tablas de Capacidades caloríficas y Calores latentes. -Solución numérica de matrices e integrales.

Competencias Atributos de Ingeniería
Comprende los principios del balance microscópico de masa por difusión molecular y aplicarlos para la estimación de perfiles de concentración en diversos problemas de ingeniería.   Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería aplicando los principios de las ciencias básicas e ingeniería
Comprende los principios del balance microscópico de masa convectivo y aplicarlos para la estimación de perfiles de concentración en diversos problemas de ingeniería.   Aplicar, analizar y sintetizar procesos de diseño de ingeniería que resulten en proyectos que cumplen las necesidades específicas
Construye e interpreta curvas de equilibrio de sistemas gas-líquido experimentales.   Desarrollar y conducir una experimentación adecuada; analizar e interpretar datos y utilizar el juicio ingenieril para establecer conclusiones
Comprende los conceptos del fenómeno de adsorción e intercambio iónico y aplicarlos en la selección de los equipos utilizados y determinar las condiciones de operación.   Trabajar efectivamente en equipos que establecen metas, planean tareas, cumplen fechas límite y analizan riesgos e incertidumbre

Normatividad
El alumno deberá estar en el aula a más tardar cinco minutos después de la hora indicada, posteriormente se considerara como retardo y tendrá tolerancia de 10 minutos para llegar y evitar su falta. 2.- La falta colectiva del grupo a clase se considerará doble y se dará como visto el tema de ese día. 3.- Los trabajos documentales se entregarán en tiempo y forma de acuerdo a la fecha indicada en clase, quedando claro que NO SE RECIBIRAN trabajos posteriores a la fecha indicada. 4.- El alumno deberá solicitar permiso al profesor para salir del aula cuando se está impartiendo una clase, en caso contrario, tendrá una sanción en su calificación. 5.- En el caso de las prácticas a realizar en el laboratorio se le pedirá portar la bata de laboratorio de lo contrario se le pedirá que abandone la instalación. Así mismo se reincorporará en la Institución a partir del 8 de Febrero para sus clases y actividades académicas presenciales.

Materiales
Contar con la antología de la asignatura, usb, libreta exclusivo para la asignatura y bitacora para el labaratorio,calculadora científica, tablas de conversiones etc. En el caso para laboratorio es indispensable la bata, la práctica impresa y los materiales que se le irán solicitando conforme el desarrollo de la práctica como por ejemplo: muestra de estudio, tijeras, marcadores, etc.

Bibliografía disponible en el Itescam
Título
Autor
Editorial
Edición/Año
Ejemplares
Manual del ingeniero químico /
Perry, Robert H.
McGraw-Hill,
7a. / 2001.
31
-
Operaciones unitarias en ingeniería química /
McCabe, Warren L.
McGraw-Hill Interamericana,
7a. / 2007.
8
-

Parámetros de Examen
PARCIAL 1 De la actividad 1.1.1 a la actividad 2.1.8
PARCIAL 2 De la actividad 3.1.1 a la actividad 4.1.7

Contenido (Unidad / Competencia / Actividad / Material de Aprendizaje)
1. Fundamentos de Transferencia de Masa
          1.1. Comprende los principios del balance microscópico de masa por difusión molecular y aplicarlos para la estimación de perfiles de concentración en diversos problemas de ingeniería.
                   1.1.1. Explicar la difusión molecular y la ley de Fick, usando videos o animaciones, Reflexionar sobre la conveniencia de explicar el transporte de masa con este modelo, en lugar de la simulación a nivel molecular.
                           Introducción a la transferencia de Materia ( bytes)
                           Ley de Fick ( bytes)
                          
                   1.1.2. Explicar el concepto de difusividad en mezclas binarias (coeficiente de difusión binario) y describir el efecto de la presión y la temperatura sobre la difusividad en gases, líquidos y sólidos.
                           Introducción a la transferencia de Materia ( bytes)
                          
                   1.1.3. Calcular la difusividad de gases y líquidos mediante correlaciones generalizadas y comparar su grado de predictibilidad y sus rangos de validez.
                           Introducción a la transferencia de Materia ( bytes)
                          
                   1.1.4. Explicar el concepto de difusividad efectiva de una sustancia en un medio multifásico (medio poroso).
                           Introducción a la transferencia de Materia ( bytes)
                          
                   1.1.5. Explicar la convección natural de masa inducida por altas concentraciones de un soluto.
                           Introducción a la transferencia de Materia ( bytes)
                          
                   1.1.6. Deducir el balance microscópico de masa para un componente A y explicar el significado físico de los términos involucrados en las ecuaciones generales de cambio.
                           Introducción a la transferencia de Materia ( bytes)
                          
                   1.1.7. Calcular a partir de un balance de masa, el flujo difusivo de masa unidireccional, en estado estable y dinámico, a través de medios homogéneos o heterogéneos (difusividad efectiva); en geometrías rectangulares, cilíndricas o esfér
                           Introducción a la transferencia de Materia ( bytes)
                          
                   1.1.8. Diseñar gráficas o animaciones para explicar el transporte de masa difusivo en estado dinámico 1-D o en estado permanente en 2-D. Comparar soluciones analíticas con numéricas.
                           Introducción a la transferencia de Materia ( bytes)
                          
2. Transferencia de Masa por convección.
          2.1. Comprende los principios del balance microscópico de masa convectivo y aplicarlos para la estimación de perfiles de concentración en diversos problemas de ingeniería.
                   2.1.1. Experimento y condiciones para la transferencia de masa en la interfaz. Teoría de película y ecuación de transferencia de masa (analogía con la ley de enfriamiento de Newton).
                           Transferencia de masa por convección ( bytes)
                           e-book_Transferencia de Masa ( bytes)
                           e-book_Transferencia de calor y masa ( bytes)
                          
                   2.1.2. Explicar la convección natural de masa inducida por altas concentraciones de un soluto.
                           e-book_Transferencia de Masa ( bytes)
                           e-book_Transferencia de calor y masa ( bytes)
                          
                   2.1.3. Explicar la convección forzada de masa y el coeficiente de transferencia de masa.
                           e-book_Transferencia de Masa ( bytes)
                           e-book_Transferencia de calor y masa ( bytes)
                          
                   2.1.4. Estimar los coeficientes de transferencia de masa local y promedio a partir de correlaciones y analogías entre las transferencias de momentum, calor y masa (analogías de Reynolds y de Chilton-Colburn).
                           e-book_Transferencia de Masa ( bytes)
                          
                   2.1.5. Obtener los números adimensionales característicos de los problemas de transferencia de masa mediante el análisis dimensional de la ecuación de balance microscópico.
                           e-book_Transferencia de Masa ( bytes)
                          
                   2.1.6. Describir el significado físico de los principales números adimensionales de la transferencia de masa (números de Reynolds, Grashoff de masa, Schmidt, Péclet de masa, Fourier de masa, Sherwood, Nusselt de masa, Biot de masa, Damköh
                           e-book_Transferencia de Masa ( bytes)
                          
                   2.1.7. En seminario, explicar las ventajas de caracterizar sistemas multifásicos usando un coeficiente volumétrico de masa (kla ). Aplicaciones en el diseño de biorreactores.
                           e-book_Transferencia de Masa ( bytes)
                          
                   2.1.8. Realizar un seminario, en donde se describan y propongan los modelos matemáticos de diversas operaciones unitarias en donde ocurren fenómenos acoplados como es el caso del secado, dinámica de cámaras frigoríficas y hornos.
                           e-book_Transferencia de Masa ( bytes)
                          
3. Absorción
          3.1. Construye e interpreta curvas de equilibrio de sistemas gas-líquido experimentales.
                   3.1.1. Investigar y discutir en clases los diferentes conceptos existentes en la literatura acerca de la absorción.
                           Absorción de gases ( bytes)
                          
                   3.1.2. Investigar los diferentes tipos de absorción que existen y explicarlos en una discusión grupal.
                           Absorción de gases ( bytes)
                          
                   3.1.3. Exponer con diapositivas los diferentes tipos de platos y materiales con que están construidos las torres de absorción.
                           Absorción de gases ( bytes)
                          
                   3.1.4. Investigar el concepto de equilibrio gas-líquido de una mezcla binaria y discutir en grupo la generación de dichas curvas con diferentes mezclas binarias obtenidas de literatura.
                           Absorción de gases ( bytes)
                          
                   3.1.5. Desarrollar los balances de materia establecidos para una columna de absorción por platos o empacada.
                           Absorción de gases ( bytes)
                          
                   3.1.6. Establecer las ecuaciones y aplicarlas para el cálculo de los coeficientes de transferencia de masa en la fase líquida y gaseosa en una columna de absorción.
                           Absorción de gases ( bytes)
                          
                   3.1.7. Establecer las ecuaciones y aplicarlas para el cálculo de la altura y el número de unidades de transferencia en fase gaseosa y líquida en una torre de absorción.
                           Absorción de gases ( bytes)
                          
                   3.1.8. Aplicar las curvas de equilibrio gas- líquido en el cálculo de platos teóricos de una columna de absorción.
                           Absorción de gases ( bytes)
                          
                   3.1.9. Conocer y emplear un simulador comercial para el diseño, análisis y selección de columnas de absorción.
                           Absorción de gases ( bytes)
                          
4. Adsorción e intercambio iónico
          4.1. Comprende los conceptos del fenómeno de adsorción e intercambio iónico y aplicarlos en la selección de los equipos utilizados y determinar las condiciones de operación.
                   4.1.1. Revisa las aplicaciones del fenómeno de Adsorción
                           Adsorción ( bytes)
                           Intercambio iónico ( bytes)
                          
                   4.1.2. Identificar los diferentes tipos de adsorbentes y sus características
                           Adsorción ( bytes)
                          
                   4.1.3. Aplicar los principios de balance de materia en el diseño de equipo de adsorción
                           Adsorción ( bytes)
                          
                   4.1.4. Resolver problemas de columnas de adsorción en lecho estático y en lecho fluidizado.
                           Adsorción ( bytes)
                          
                   4.1.5. Seleccionar columnas de adsorción.
                           Adsorción ( bytes)
                          
                   4.1.6. Aplicar los fundamentos del intercambio iónico en el diseño de equipo que involucra este fenómeno.
                           Adsorción ( bytes)
                          
                   4.1.7. Utilizar técnicas computacionales y software, como apoyo en la solución de problemas para ambas operaciones.
                           Adsorción ( bytes)
                          

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

Cronogramas (20222023P)
Grupo Actividad Fecha Carrera

Temas para Segunda Reevaluación