Es la materia en la que se describen los equipos en los que que se intercambia calor o energía. Éstos equipos están conformados principalmente por materiales metálicos; son generalmente tubos o placas dispuestas por varias capas, en los que por un lado de los tubos va un fluido caliente y por el otro va el fluido frío, de tal forma que intercambian energía desde las zonas más calientes a las más frías.
El programa de estudios establece a esta asignatura en el sexto semestre de la carrera.
Objetivos generales:
- Identificar los diferentes mecanismos de transferencia de calor y las ecuaciones asociadas con cada uno de ellos.
- Seleccionar y diseñar el equipo adecuado para la transferencia de calor en las industrias de proceso.
Objetivos específicos:
- El alumno será capaz de explicar en qué consiste el mecanismo molecular de Transferencia de Calor en una ecuación constitutiva, así como las condiciones bajo las cuales puede presentarse.
- El alumno será capaz de obtener la ecuación general de conducción (Ley de Fourier) para la transferencia de calor multidimensional.
- El alumno será capaz de calcular las pérdidas de calor que se tienen en sistemas aislados, utilizando las ecuaciones que rigen a la conducción de calor a través de paredes compuestas.
Temas
- Mecanismos de transferencia de energía
- Conducción
- Convección. Transferencia de calor en líquidos
- Radiación
Programa de estudios
| Contenido |
| 1. Mecanismos moleculares de transferencia de calor 1.1 Transporte molecular y turbulento de energía. Ecuación de Fourier. 1.2 Transferencia por conducción, convección y radiación. |
| 2. Conducción 2.1 A régimen permanente y no permanente. 2.2 Conductividad térmica. 2.3 Ecuación general. 2.4 Conducción a través de geometrías simples. 2.5 Aislante. 2.6 Pérdidas en tuberías aisladas. |
| 3. Convección. Transferencia de calor en líquidos 3.1 Convección forzada y libre. 3.2 Coeficientes de película. 3.3 Grupos adimensionales y correlaciones. 3.4 Gradiente de temperatura. 3.5 Cambiadores de doble tubo concéntrico. 3.5.1 Cálculo de coeficientes de transferencia de calor interior, exterior y global. 3.5.2 Temperatura calórica. 3.5.3 Incrustaciones. 3.5.4 Diseño térmico de cambiadores de doble tubo. 3.5.5 Cálculo de caídas de presión. 3.6 Cambiadores de tubos y coraza. 3.6.1 Partes y terminología. Códigos de construcción. 3.6.2 Tipos de arreglos tubulares. 3.6.3 Tipos de cambiadores. Diseño térmico. 3.6.4 Cálculo de coeficientes interior, exterior y global. 3.6.5 Caídas de presión. 3.7 Condensación. 3.7.1 Condensación. 3.7.2 Condensadores verticales y horizontales. 3.7.3 Condensación dentro y fuera de tubos. 3.7.4 Condensación de vapores en presencia de gases no condensables. 3.7.5 Cálculo de coeficientes de transferencia. 3.7.6 Evaporación. 3.7.7 Mecanismos en la evaporación. 3.7.8 Balance de masa y energía. 3.7.9 Diseño de rehervidores. 3.7.10 Tipos de evaporadores. 3.7.11 Cálculo de coeficientes de transferencia de calor en evaporadores. 3.7.12 Cálculo de simple y múltiple efecto. |
| 4. Radiación 4.1 Distribución de la energía radiante. 4.2Emisividad y absorción. 4.3 Ley de Kirchooff y de Stefan Boltzmann. 4.4 Transmisión por radiación en superficies planas. 4.5 Hornos. |
Bibliografía
- Cao, E. (2006). Transferencia de calor en ingeniería de procesos. 2ª ed. España: Nueva Librería.
- Cengel, Y.A. (2006). Transferencia de calor. 2ª ed. México: McGraw-Hill.
- Cengel, Y.A. (2011). Heat and mass transfer fundamentals and applications.4ª ed. USA: McGrawHill.
- Incropera, F.P. (2006). Fundamentos de transferencia de calor. 4ª ed. México: Prentice Hall/Pearson.
Bibliografía complementaria:
- Perry, R.H., Green, D.W. y Maloney, J.O. (2005). Manual del ingeniero químico. 7ª ed. México: McGraw-Hill Interamericana.
- Watkins, M. et al. (1979). Estimación de la irradiación solar media mensual, para la ciudad de Catamarca, usando el modelo híbrido de Yang. Revista Aportes Científicos en PHYMATH, II(2).
No se pretende sustituir la instrucción presencial, ni la del docente. Sólo es un aliciente para que el estudiante pueda repasar los temas o prepararse oportunamente al inicio de una nueva unidad.
Grupos Ago -Dic
Grupos Ene – Mayo
