Guía docente de Fenómenos de Transporte (M43/56/5/1)

Mecanismo de transporte molecular y estimación de las difusividades del transporte de cantidad de movimiento, calor y materia. Cálculo de distribuciones de velocidad, temperatura y concentraciones. Turbulencia. La capa límite. Transporte convectivo. Coeficientes de transporte. Analogías entre los transportes de cantidad de movimiento, calor y materia.

• Adquirir los conocimientos fundamentales del transporte de una propiedad extensiva, tanto de forma general como particularizada a los casos del transporte de cantidad de movimiento, calor y materia.
• Entender los mecanismos de transporte molecular y convectivo, resaltando en todo momento las similitudes que existen entre los transportes de cantidad de movimiento, energía y materia.
• Enunciar y desglosar las leyes de conservación, tanto en su forma diferencial como en su forma integral, particularizando en casos concretos.
• Cuantificar la velocidad de transferencia a través de las leyes del transporte molecular y aplicarla a la obtención de las distribuciones de velocidad, temperatura y concentración en sólidos o durante el flujo laminar de un fluido, en régimen estacionario y transitorio.
• Estimar las propiedades del transporte molecular mediante teorías o correlaciones empíricas.
• Entender el concepto de promedio temporal y fluctuación de propiedades y aplicarlos en las ecuaciones de conservación.
• Entender las teorías fenomenológicas de la turbulencia y la teoría de la capa límite.
• Utilizar los conceptos de coeficientes individual y global de transporte para evaluar la velocidad de transferencia convectiva de una propiedad en una fase o a través de una interfase y aplicarlo al diseño de operaciones y procesos de la Ingeniería Química.
• Aplicar el análisis dimensional en la estimación de los coeficientes de transporte.
• Enunciar y aplicar las analogías entre fenómenos de transporte.

BLOQUE I: INTRODUCCION A LOS FENÓMENOS DE TRANSPORTE -TRANSPORTE DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO

1. Introducción a los fenómenos de transporte: Fenómenos de transporte en Ingeniería Química. Niveles de descripción de los fenómenos de transporte. Nomenclatura.
2. Viscosidad y mecanismos de transporte de cantidad de movimiento: Ley de viscosidad de Newton. Generalización de la ley de Newton. Dependencia de la viscosidad con la presión y la temperatura. Transporte de cantidad de movimiento por convección.
3. Balances de cantidad de movimiento en envolturas y distribuciones de velocidad para flujo unidimensional en régimen laminar en estado estacionario: Balances de cantidad de movimiento en envolturas y condiciones límite. Flujo de una película descendente. Flujo a través de un tubo circular. Flujo entre dos tubos concéntricos. Flujo de dos fluidos inmiscibles adyacentes.
4. Ecuaciones de conservación en sistemas isotérmicos: Ecuación de continuidad total. Ecuación de movimiento. Ecuaciones de conservación en términos de la derivada sustancial. Uso de las ecuaciones de conservación para la resolución de problemas. Análisis dimensional de las ecuaciones de conservación.
5. Transporte de cantidad de movimiento en flujo turbulento: Introducción al flujo turbulento. Ecuaciones de conservación promedias. Introducción a los coeficientes de transporte individuales y globales. Coeficiente de transporte de cantidad de movimiento y factor de fricción.
   
   BLOQUE 2: TRANSFERENCIA DE MASA
    
6. Fundamentos y conceptos generales de la transferencia de masa. Primera ley de Fick de la difusión. Velocidades de las especies en difusión. Cálculo de difusividades. Segunda ley de Fick para la difusión.
7. Ecuaciones de continuidad para distintas geometrías. Condiciones de contorno más comunes. Etapas para la resolución de problemas de difusión. Difusión molecular en estado estacionario.
8. Difusión molecular en estado estacionario con reacción química. Reacción química heterogénea. Reacción química homogénea.
9. Difusión molecular en estado no estacionario. Métodos de separación de variables y transformadas de Laplace. Difusión molecular en estado no estacionario en medio finito en condiciones de resistencia superficial despreciable. Gráficos concentración-tiempo para geometrías simples.
   
   BLOQUE 3: TRANSFERENCIA DE CALOR
    
10. Analogías entre transporte de cantidad de movimiento, materia y calor. Ecuación de conservación y cambio de la energía térmica. Conductividad térmica, cálculo y estimación para sólidos, líquidos y gases. Conducción en estado estacionario unidimensional con generación. Conducción estacionaria unidimensional en superficies extendidas.
11. Transmisión de calor en estado transitorio: unidimensional y multidimensional. Método de elementos finitos. 
12. Transporte convectivo. Coeficientes de transporte. Convección forzada y libre. Coeficientes de convección en distintas geometrías.

BLOQUE I: INTRODUCCION A LOS FENÓMENOS DE TRANSPORTE -TRANSPORTE DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO

Resolución de casos prácticos de los temas 2 a 4

BLOQUE 2: TRANSFERENCIA DE MASA

Resolución de casos prácticos de los temas 6 a 9

BLOQUE 3: TRANSFERENCIA DE CALOR

Resolución de casos prácticos de los temas 10 a 12

Seminarios/Talleres
Desarrollo de ejercicios aplicados con MatLab para transporte de cantidad de movimiento y calor.

• Fenómenos de Transporte, 2ª Edición. R.B. Bird, W.E. Stewart y E.N. Lightfoot, Limusa Wiley (2012).
• Advances Transport Phenomena, Analysis, modelling and computations. P.A. Ramachandran, Ed. Cambridge University Press (2014).
• Operaciones básicas de la ingeniería química. V. Bravo Rodríguez et al. (1997, 2003).
• Ingeniería química. vol 2. Fenómenos de Transporte. E. Costa Novella et al., Ed. Alhambra Universidad (1984).

• Perry´s Chemical Engineers’ Handbook, 8th Ed. McGraw-Hill (2008).
• Coulson & Richardson's Chemical engineering. vol 1. Fluid Flow, Heat Transfer and Mass Transfer, 6ª Ed. Coulson et al., Butterworth-Heinemann (1999).
• Transport phenomena fundamentals, 2nd Ed. Joel L. Plawsky, CRC Press – Marcel Dekker (2009).
• Transport phenomena, 2nd Ed. W. J. Beek et al., McGraw-Hill (1999).
• Fundamentals of Momentum, Heat and Mass Transfer, 6th Ed. J. Welty et al., Wiley (2015).
• Transferencia de calor. Holman, J. McGraw-Hill Interamericana de España, (2002).
• Principles of heat and mass transfer (7th ed.). Incropera, F. John Wiley & Sons, (2013).

• MD01 Lección magistral/expositiva 
• MD02 Resolución de problemas y estudio de casos prácticos 
• MD03 Prácticas de laboratorio o de ordenador 
• MD04 Realización de trabajos 

La calificación global responderá a la puntuación ponderada de los diferentes aspectos:

• Trabajos y actividades de clase, 50% (Competencias: CG1, CB6, CB7, CB8, CB9, CB10, CG5, CT3, CE1, CE2):
  • Transporte de cantidad de movimiento: 1 punto
  • Transferencia de masa: 1.67 puntos
  • Transferencia de calor: 2.33 puntos
• Pruebas escritas, 50% (Competencias: CG1, CG5, CB6, CB9, CE1, CE2)
  • Transporte de cantidad de movimiento: 2.33 puntos
  • Transferencia de masa: 1.67 puntos
  • Transferencia de calor: 1 punto

La calificación global responderá a la puntuación ponderada de los diferentes aspectos:

• Prueba teórico-práctica sobre todo el contenido impartido, 70%
• Prueba escrita sobre los trabajos/seminarios y prácticas desarrollados, 30%

De acuerdo con la Normativa de Evaluación y de Calificación de los Estudiantes de la UGR, se contempla la realización de una evaluación única final a la que podrán acogerse aquellos estudiantes que no puedan cumplir con el método de evaluación continua por algunos de los motivos recogidos en el Artículo 8.

Para acogerse a la evaluación única final, el estudiante, en las dos primeras semanas de impartición de la asignatura, en las dos semanas siguientes a su matriculación si ésta se ha producido con posterioridad, o más tarde si hay causa sobrevenida, lo solicitará a través de la sede electrónica, alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua.

La calificación global responderá a la puntuación ponderada de los diferentes aspectos:

• Prueba teórica sobre el temario detallado de la asignatura, 50%
• Prueba práctica sobre el temario detallado de la asignatura, 50%

1. Recursos

Mediante las herramientas de PRADO (https://prado.ugr.es) los estudiantes disponen de toda la documentación aportada en el curso (apuntes, presentaciones, formularios, problemas resueltos, etc.)

2. Alumnos con necesidades específicas de apoyo educativo (NEAE)

Siguiendo las recomendaciones de la CRUE y del Secretariado de Inclusión y Diversidad de la UGR, los sistemas de adquisición y de evaluación de competencias recogidos en esta guía docente se aplicarán conforme al principio de diseño para todas las personas, facilitando el aprendizaje y la demostración de conocimientos de acuerdo a las necesidades y la diversidad funcional del alumnado. La metodología docente y la evaluación serán adaptadas al alumnado con NEAE, conforme al Artículo 11 de la Normativa de Evaluación y de Calificación de estudiantes de la UGR, publicada en el Boletín Oficial de la UGR nº 112, de 9 de noviembre de 2016.

Información de interés para estudiantado con discapacidad y/o Necesidades Específicas de Apoyo Educativo (NEAE): Gestión de servicios y apoyos (https://ve.ugr.es/servicios/atencion-social/estudiantes-con-discapacidad)

3. Inclusión y Diversidad de la UGR

En el caso de estudiantes con discapacidad u otras NEAE, el sistema de tutoría deberá adaptarse a sus necesidades, de acuerdo a las recomendaciones de la Unidad de Inclusión de la UGR, procediendo los Departamentos y Centros a establecer las medidas adecuadas para que las tutorías se realicen en lugares accesibles. Asimismo, a petición del profesorado, se podrá solicitar apoyo a la unidad competente de la Universidad cuando se trate de adaptaciones metodológicas especiales.

Información de interés para estudiantado con discapacidad y/o Necesidades Específicas de Apoyo Educativo (NEAE): Gestión de servicios y apoyos (https://ve.ugr.es/servicios/atencion-social/estudiantes-con-discapacidad)

4. Evaluación por incidencias
Podrán solicitar evaluación por incidencias, los estudiantes que no puedan concurrir a las pruebas finales de evaluación o a las programadas en la Guía Docente con fecha oficial, por alguna de las circunstancias recogidas en el artículo 9 de la Normativa de evaluación y de calificación de los estudiantes de la Universidad de Granada, siguiendo el procedimiento indicado en dicha normativa.

5. Herramientas de IA

En el caso de utilizar herramientas de IA para el desarrollo de la asignatura, el estudiante debe adoptar un uso ético y responsable de las mismas. Se deben seguir las recomendaciones contenidas en el documento de "Recomendaciones para el uso de la inteligencia artificial en la UGR" publicado en esta ubicación: https://ceprud.ugr.es/formacion-tic/inteligencia-artificial/recomendaciones-ia#contenido0