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PROGRAMA ANALÍTICO

 

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MATERIAL PARA ALUMNOS

 

Programa Analítico

Descripción de Equipos Industriales, diagramas de procesos y tipos de procesos. Descripción de las operaciones unitarias de transporte de cantidad de movimiento, transferencia de calor y transferencia de materia. Descripción de los tipos de procesos: continuos, batch, semibatch, cocorriente, contracorriente, corrientes cruzadas. Reciclos, derivaciones y purgas.

Dimensiones y unidades. Dimensiones fundamentales y derivadas. Sistemas de unidades. Conversión de unidades. Similitud geométrica, mecánica, química. Análisis dimensional.

Balance de masa. Estados estacionario y transitorio. Aplicación de balances de materia usando técnicas algebraicas. Procesos sin reacción química. Cálculos de recirculación, derivación, purga. Aplicaciones a sistemas multicomponentes. Procesos con reacción química. Introducción a la estequiometría matricial. Reacción química. Número de reacciones linealmente independientes. Matrices estequiometricas. Grado de avance y conversión.

Balance de energía. Procesos sin reacción química. Aplicaciones a la ingeniería de procesos: toberas, bombas, compresores, intercambiadores de calor, ventiladores, etc. Aplicaciones a la ingeniería de procesos abiertos en estado no estacionario: procesos de carga y descarga, puesta en marcha de instalaciones. Aplicaciones con sistemas multicomponentes. Procesos con reacción química. Reacción de combustión. Poder calorífico del combustible. Calor de neutralización e hidratación. Aplicaciones a lazos de síntesis industriales. Procesos con reacción química a altas presiones.

Balances de masa y energía combinados. Balances simultáneos de materia y energía, en estado estacionario y transitorio, con y sin reacción química. Aplicaciones a las instalaciones industriales: flujo de fluidos, transferencia de calor, condensadores, evaporadores, torres de destilación, cristalizadores, sedimentadotes, filtros, hornos de combustión, calderas, etc.

Exergía. Energía disponible e inasequible. Rendimiento energético o efectividad. Calidad de la energía. Trabajo útil óptimo y trabajo de flecha. Irreversibilidad y disponibilidad en sistemas abiertos. Efectividad y rendimiento de los procesos. Eficiencias adiabáticas de equipos de flujo estacionario. Tablas de Bridgman.

Diagramas termodinámicos generalizados. Función desviación. Construcción de diagramas temperatura-entropía, entalpía-entropía, entalpía-temperatura, entalpía-log presión.

Mezclas húmedas. Humedades absoluta y relativa. Punto de rocío. Temperaturas de bulbo húmedo, de bulbo seco, de globo y de globo-bulbo húmedo. Cálculo de presión de vapor. Entalpía y capacidad calorífica del aire húmedo. Diagramas psicrométrico y de Mollier. Aplicaciones industriales.  

Ciclos de Potencia. Ciclos de potencia de gas. Ciclo de aire estándar: Carnot, Otto, Diesel, Bryton, Ericsson y de Stirling. Ciclos de potencia de vapor, Ranking. Ciclo Regenerativo. Sistemas de cogeneración. Análisis exergético de un ciclo de turbina de gas y de un ciclo de potencia con vapor.

Sistemas de Refrigeración. Refrigerantes. Ciclos en cascada. Compresión multietapa con refrigeración. Aplicaciones industriales. Análisis exergético del ciclo de refrigeración.

Sistemas de energía avanzados. Energía térmica del océano, magnetohidrodinámica, energía geotérmica, eólica, solar.