Upload
hoanghanh
View
238
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
“FRANCISCO DE MIRANDA”
VICERRECTORADO ACADÉMICO
ÁREA DE TECNOLOGÍA
DEPARTAMENTO DE ENERGÉTICA
DISEÑO INSTRUCCIONAL
UNIDAD CURRICULAR: OPERACIONES UNITARIAS I
REALIZADO POR:
Frank Botero C.I.:V-, 15.806.316
José Colina C.I.:V-10.972.913
Lourdes Rosas C.I.:V-3.829.980
Pedro Vargas C.I.: V -14.796371
Fecha: julio de 2014
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
“FRANCISCO DE MIRANDA”
VICERRECTORADO ACADÉMICO
ÁREA DE TECNOLOGÍA
DEPARTAMENTO DE
DISEÑO INSTRUCCIONAL
UNIDAD CURRICULAR: Operaciones Unitarias I
DATOS GENERALES
Área: Tecnología Programa: Ingeniería Química Departamento: Energética
DATOS REFERENCIALES
Componente / Eje Curricular: Formación científica Tecnológica
Semestre: Séptimo (VII)
Código: 75
Requisitos: Fenómenos de Transporte
Carácter: Obligatoria
Horas Semanales: 5 teórico – prácticas. 3 de laboratorio
Número de Unidades de Créditos: cuatro (4)
Fecha de Elaboración de la Propuesta: Julio de 2014 Fecha de Aprobación:
FUNDAMENTACIÓN
Las Operaciones Unitarias constituyen un conjunto de etapas, a través de las cuales se llevan a cabo cambios
químicos o físicos en la materia, durante el desarrollo de un determinado proceso en la Industria Química, Industrias de
Servicios, Petroquímica y Refinación de Petróleo, para la creación de bienes o servicios. Estas Operaciones Unitarias, se
rigen por principios que son independientes del material procesado, poseen técnicas comunes y se basan en los mismos
procesos científicos.
La Unidad Curricular Operaciones Unitarias I, junto a las Unidades Curriculares Operaciones Unitarias II y
Operaciones Unitarias III, se relacionan en sus objetivos y contenidos curriculares, con la aplicación de los principios de
transferencia de cantidad de movimiento, calor y masa. Su importancia radica en que, estos fenómenos de transporte se
encuentran presentes en todos los procesos industriales, siendo fundamental el estudio de las Operaciones Unitarias, ya
que se concibe como uno de los ejes primordiales para la formación del perfil profesional del egresado de la Ingeniería
Química. Por esta razón, se incluye la Unidad Curricular Operaciones Unitarias I, en el Pensum de Estudio del Programa
de Ingeniería Química del Área de Tecnología de la UNEFM, permitiendo introducir al estudiante en el campo de aplicación
de los conceptos básicos de la Ingeniería de Proceso, a través de los conocimientos teóricos, resolución de problemas y
prácticas de laboratorio, de los principios que determinan la transferencia de cantidad de movimiento y calor.
El presente diseño instruccional sustenta el desarrollo de la Unidad Curricular Operaciones Unitarias I, en el cual se
persigue valorar conocimientos, destrezas, habilidades y actitudes, orientadas a la formación integral del estudiante, con el
fortalecimiento de competencias en el uso de herramientas teóricas y tecnológicas en el campo de la Ingeniería Química,
para su buen desenvolvimiento en las Unidades Curriculares Operaciones Unitarias II, Operaciones Unitarias III, Diseño de
Plantas, así como también en la realización de Pasantías Industriales I y II, Proyecto de Diseño III y en su futuro
desempeño profesional, con una mayor sensibilidad social, el ejercicio de valores éticos, comprometidos en la
conservación del ambiente y con el desarrollo de las comunidades de la región y del país.
Operaciones Unitarias I, como unidad curricular dentro del diseño curricular del Programa de Ingeniería Química,
está ubicada en el Séptimo Semestre y la audiencia a quien va dirigida, está comprendida por todos los estudiantes
regulares que hayan aprobado la Unidad Curricular Fenómenos de Transporte. Esto con el fin, de que los estudiantes
cuenten con los conocimientos conceptuales, procedimentales y actitudinales básicos y necesarios para la prosecución de
los objetivos previstos.
La Unidad Curricular Operaciones Unitarias I, es de carácter teórico práctico, ya que está formada por un componente
teórico que se desarrolla en cuatro (4) unidades temáticas: Intercambiadores de Calor de Carcasa y Tubo, Flujo de Fluido
en Fase Líquida, Flujo de Fluido en Fase Gaseosa y Bombas Centrífugas, complementando estas, con experiencias
prácticas en el laboratorio tales como: Medidores de Flujo, Pérdidas por Fricción en un Sistema de Tuberías y Bombas
Centrífugas en Serie y Paralelo. Es de carácter práctico, por que se resuelven ejercicios donde se persiguen reforzar los
conocimientos teóricos.
La orientación pedagógica que sustenta el estudio de Operaciones Unitarias I, enfatiza la construcción del
conocimiento planteado por Vygotski (1993), donde se concibe la interacción comunicativa como un proceso fundamental,
para lograr un ambiente de aula que propicie la creación de un contexto psicológico de conocimiento compartido, tomando
en cuenta las experiencias y necesidades previas de los alumnos, como elementos esenciales para el inicio de nuevos
aprendizajes, mediante el diagnóstico y la reflexión conjunta.
Desde una perspectiva pragmática, se considera como soporte fundamental en el desarrollo de este diseño
instruccional, el Enfoque Ecléptico, el cual contempla considerar los aspectos positivos de cada una de las teorías y
enfoques psicopedagógicos, orientados a la formación integral del estudiante. Se relaciona, con el Conductismo, pues es
necesario que el estudiante adquiera conocimientos observables y medibles, con el Cognitivismo, por que se hace uso de
los conocimientos previos para crear nuevos conocimientos y con el Constructivismo, persigue crear el conocimiento en
función de las experiencias previas.
Lo expuesto anteriormente, permite establecer algunas estrategias de enseñanza para complementar eficazmente
este diseño instruccional, estas responden a las necesidades reales del estudiante y a los momentos de la instrucción, los
cuales son preinstruccionales, coinstuccionales y posinstruccionales (Díaz Barrigas, 2002): Resumen, Objetivos,
Analogías, Pistas tipográficas, Preguntas evocadoras e intercaladas, Trabajo en equipos, Lluvias de ideas, Prácticas de
laboratorios, entre otros. Por otra parte, dado a que esta unidad curricular es de naturaleza teórico práctica, las estrategias
metodológicas aplicadas en el aula tienen como finalidad, promover la participación del estudiante para el logro de un
aprendizaje efectivo y significativo.
OBJETIVO GENERAL
Al culminar la Unidad Curricular el alumno estará en capacidad de integrar competencias conceptuales,
procedimentales y actitudinales, sobre la aplicación de los principios básicos que rigen los fenómenos de transporte
de cantidad de movimiento y calor, en atención al perfil profesional del egresado de la Universidad Nacional
Experimental Francisco de Miranda.
CONTENIDO CONCEPTUAL
Intercambiadores de Calor de Carcasa y Tubo
Flujo de Fluido en Fase Líquida
Flujo de Fluido en Fase Gaseosa
Bombas Centrifugas
UNIDAD TEMÁTICA: I Intercambiadores de Calor de Carcasa y Tubo
OBJETIVO(S) DIDÁCTICO(S): Aplicar los procedimientos para el diseño y evaluación de intercambiadores de calor de carcasa y tubo utilizando las ecuaciones de transferencia de calor según las condiciones de un determinado proceso.
CONTENIDOS CURRICULARES
CONCEPTUALES:
Equipos de transferencia de calor
Estructura y clasificación del intercambiador de calor de carcasa y tubo
Consideraciones básicas de diseño: cabezales, banco de tubos, arreglo de tubos, deflectores y carcasas
Localización de los fluidos por lado carcasa o lado tubo
Caída de presión dentro del intercambiador de calor
Ecuaciones básicas para el diseño de intercambiadores de calor de carcasa y tubo
Procedimiento general de diseño de intercambiadores de calor de carcasa y tubo
Ecuaciones básicas para la evaluación de intercambiadores de calor de carcasa y tubo
Procedimiento general para la evaluación de intercambiadores de calor de carcasa y tubo
PROCEDIMENTALES: ACTITUDINALES:
ESTRATEGIAS PARA
FAVORECER EL APRENDIZAJE
CRITERIOS REFERENCIALES
INDICADORES DE LOGRO
EVALUACIÓN RECURSOS DE APOYO TÉCNICAS INSTRUMENTOS
TIEMPO Y PONDERAC.
Clasificación de los diferentes intercambiadores de calor según su servicio, construcción y aplicación en los diferentes procesos industriales. Descripción de los principales elementos que conforman la estructura del intercambiador. Clasificación según nomenclatura TEMA y construcción mecánica. Identificación de los diferentes tipos, características, y funciones de cabezales, banco de tubos, arreglo de tubos, deflectores, y carcasas Selección de los fluidos dentro del intercambiador por lado tubo o por lado carcasa. Explicación de las diferentes condiciones que generan la caída de presión dentro del intercambiador. Análisis de los criterios para el aumento o disminución de la caída de presión cuando es menor o mayor que la permitida Determinación del flujo de
Reconocimiento de los diferentes tipos de intercambiadores de calor y su aplicación en los procesos industriales. Valoración de los intercambiadores de calor de carcasa y tubo como los más utilizados industrialmente. Reconocimiento de la estructura y clasificación del intercambiador de carcasa y tubo. Interés por participar en la identificación de los elementos que conforman un intercambiador de calor como aspecto fundamental para su diseño. Actitud crítica en la consideración de los factores para la selección del lado de circulación de los fluidos. Reconocimiento del aumento o disminución de la caída de presión dentro del intercambiador de calor como parámetro primordial en su costo y funcionamiento adecuado. Interés por el estudio de las ecuaciones básicas para el diseño de un intercambiador de calor.
Objetivos Preguntas evocadoras Exposición didáctica Ilustraciones Mapas mentales. Resumen Organizador previo Exposición didáctica Trabajo en equipo Estudio de casos típicos en los sistemas industriales - Ejercicios de aplicación
Motivación e interés Trabajo cooperativo Capacidad de análisis conceptual y transferencia de conocimientos. Coherencia interna en la respuesta de las pruebas escritas. Dominio en la resolución de
Participación activa. Iniciativa. Manifiesta dominio y responsabilidad en el desarrollo de actividades asignadas dentro y fuera del aula. Dominio de terminología básica y aplicación de principios. Pertinencia en las respuestas emitidas. Procesamiento de datos para la resolución de problemas.
Prueba escrita
Prueba corta mixta (Se evalúa del indicador 1 al 7)
1 hora (45 min) 20% del primer corte
Pizarra acrílica Marcadores Borrador Material Impreso: Guías temáticas, guías de ejercicios resueltos y propuestos. Textos
bibliográficos
Computador
portátil
calor, propiedades de los fluidos, diferencia de temperatura media logarítmica y media efectiva, coeficientes individuales internos y externos, coeficientes globales total y limpio, factor de ensuciamiento en el diseño de intercambiadores. Aplicación del procedimiento general de diseño de un intercambiador de calor basado en el área de transferencia de calor y la caída de presión permitida. Utilización de gráficos y tablas para la realización del diseño de un intercambiador. Elaboración de una hoja de cálculo basada en el procedimiento general de diseño según las condiciones de un determinado proceso. Utilización de una herramienta automatiza para la validación del diseño. Determinación del flujo de calor, propiedades de los fluidos, diferencia de temperatura media logarítmica y media efectiva, coeficientes individuales internos y externos, coeficientes globales total y limpio, factor de ensuciamiento en la evaluación del intercambiador de calor.. Aplicación del procedimiento para la evaluación de un intercambiador de calor basado en el factor de ensuciamiento y la caída de presión permitida. Identificación del factor de ensuciamiento como parámetro fundamental en la evaluación de un intercambiador para un determinado proceso. Utilización de gráficos y tablas para la evaluación de un intercambiador de calor.
Valoración de la importancia del área de transferencia de calor y la caída de presión permitida como parámetros fundamentales para el diseño de un intercambiador. Valoración de la importancia de la realización de los cálculos manuales del procedimiento general de diseño. Disposición para la utilización de las gráficas y tablas para el diseño de un intercambiador. Interés en la elaboración de una hoja de cálculo para el diseño del intercambiador. Toma de decisión en los cambios necesarios para la convergencia del procedimiento de diseño y obtención de parámetros comparables a los aplicados a nivel industrial. Participación y demostración de capacidades en la utilización de una herramienta automatizada para el diseño de intercambiadores. Valoración de la importancia del factor de ensuciamiento y la caída de presión permitida como parámetros fundamentales en la evaluación de un intercambiador de calor. Actitud crítica en el análisis sobre la evaluación del intercambiador para la realización de la limpieza o su utilización en un proceso diferente para el cual fue diseñado. Disposición para la utilización de las gráficas y tablas para la obtención de los parámetros para la evaluación del intercambiador. Responsabilidad y disfrute en la realización de las actividades asignadas. Respeto a la opinión de los demás. Respeto a los parámetros de evaluación establecidos Satisfacción por el logro alcanzado.
problemas.
Orden lógico en la resolución de los problemas
Prueba escrita Prueba escrita
Prueba escrita tipo taller (Se evalúa del indicador 8 al 11) Prueba parcial escrita (Se evalúa del indicador 12 al 15)
3 horas ( 135 min) 30% del primer corte 3 horas ( 135 min) 50% del primer corte
Video beam
Web-Blog
UNIDAD TEMÁTICA: II Flujo de Fluido en Fase Liquida
OBJETIVO(S) DIDÁCTICO(S): Aplicar los principios básicos del flujo del fluido incompresible para el diseño y evaluación de sistemas de tuberías
CONTENIDOS CURRICULARES
CONCEPTUALES:
Tuberías y tubo. Especificación y accesorios.
Junta de expansión. Prensaestopa. Cierre mecánico.
Válvulas: Funciones. Estructura. Clasificación.
Capa Límite y Flujo Totalmente Desarrollado.
Ecuación general de energía: Ecuación de Bernoulli corregida. por la presencia de límites sólidos y bomba
Ecuación de Darcy-Weisbach.
Factor de fricción de Darcy y de Fanning.
Longitud equivalente y Coeficiente de resistencia.
Medidores de Flujo. .
Medidor de Flujo Volumétrico Por Presión Diferencial.
Ecuación General de los Medidores de Flujo Volumétrico por Presión Diferencial.
Procedimiento general para la determinación de flujo másico o volumétrico, diámetro del medidor, caída de presión en Placa Orificio, Venturi y Pitot.
Procedimiento general para la determinación de caída de presión total, flujo másico o volumétrico y diámetro en tuberías. y en sistemas de tuberías en serie, paralelo y ramificado.
PROCEDIMENTALES: ACTITUDINALES: ESTRATEGIAS
PARA FAVORECER EL APRENDIZAJE
CRITERIOS REFERENCIALES
INDICADORES DE LOGRO
EVALUACIÓN RECURSOS DE APOYO TÉCNICAS INSTRUMENTOS
TIEMPO Y PONDERAC.
Establecimiento de las Diferencias entre tuberías y tubos e identificación de los principales materiales de construcción. Utilización del Diámetro Nominal y el Catálogo para la especificación de tuberías. y del Diámetro Externo Real y el BWG para la especificación de tubos. Reconocimiento de las funciones de los diferentes accesorios. Selección de los métodos adecuados para la unión de tramos de tuberías, tubos y accesorios. Reconocimiento de los principales usos de la junta de expansión. prensaestopa y cierre mecánico. Comprensión de las funciones de una válvula.
Consideración de la importancia de tuberías, tubos, accesorios y válvulas en el diseño y evaluación de sistemas de tuberías.. Interés en la búsqueda de información. Actitud crítica en la selección de un tipo adecuado de válvula para un determinado proceso.
Concientización de la importancia de los conceptos referidos a la ecuación de Bernoulli y su aplicación a
Organizador previo. Esquemas. Ejemplificaciones Exposición didáctica. Ilustraciones. Analogías. Mapa conceptual. Resumen. Preguntas evocadoras. Pistas tipográficas Resolución de problemas
Motivación e interés hacia la materia. Capacidad creativa en la adecuación de de los conceptos a la resolución de problemas. Capacidad de análisis en la interpretación de resultados. Motivación e interés durante los periodos de clase . Capacidad de trabajo en equipo.
Participación activa manifiesta. Responsabilidad en el cumplimiento de asignaciones académicas. Dominio de los conceptos básicos. Capacidad de respuesta. Originalidad e iniciativa personal. Dominio de terminología y aplicación de conceptos.
Prueba escrita
Prueba corta mixta (Se evalúa del indicador 1 al 17)
1 hora (45 min) 20% del segundo corte
Pizarra acrílica Marcadores Borrador Material Impreso: Guías temáticas, guías de ejercicios resueltos y propuestos. Computador portátil.
Descripción de la estructura de una válvula. Clasificación de las válvulas según su función, características y usos principales. Selección de una válvula para un determinado proceso. Comprensión del significado de capa limite y flujo totalmente desarrollado. Aplicación de la ecuación de Bernoulli corregida debido a los efectos de superficies sólidas y a la presencia de bomba. Identificación de los términos de energía de presión, cinética, potencial y de fricción de la ecuación, en unidades de longitud, presión y energía. Utilización de la ecuación de Darcy-Weisbach para la determinación de las pérdidas debido a la fricción en unidades de longitud, presión y energía. Comprensión de los conceptos de factores de fricción de Darcy y de Fanning Utilización del Diagrama de Moody y ecuaciones empíricas como Churchill y Swamee – Jain para la obtención del factor de fricción. Comprensión del concepto de longitud equivalente y coeficiente de resistencia. Utilización de tablas para la obtención de longitud equivalente y coeficiente de resistencia. Comprensión del concepto de medidor de flujo. Clasificación general de los medidores de flujo. Comprensión del concepto de medidores de flujo por presión diferencial. Comprensión de la descripción y principio de funcionamiento de la Placa Orificio, Venturi y Tubo Pitot. Aplicación de la Ecuación de Bernoulli y de Continuidad en la
sistemas de tuberías . Valoración del concepto de factor de fricción en la solución de problemas de sistemas de tuberías. Adquisición de destrezas para la estimación de variables en un sistema de tuberías a través de la ecuación de Bernoulli. . . Valoración de la importancia de los factores que afectan la medición de flujo para la selección adecuada de un medidor de flujo en un determinado proceso . Disposicion al aporte de ideas en la solución de problemas relacionados con medidores de flujo por presión diferencial en sistemas de tuberías. Adquisición de destrezas en la solución de problemas de diseño y evaluaciones de sistemas de tuberías. Interés por la utilización apropiada de tablas o gráficos de los términos asociados al transporte de fluido incompresible en un sistema de tuberías..
Capacidad de análisis y de investigación
Prueba escrita
Prueba escrita tipo taller (Se evalúa del indicador 18 al 23)
3 horas ( 135 min) 30% del segundo corte 3 horas ( 135 min) 50% del segundo corte
Video Beam Textos bibliográficos
Web-Blog
deducción de la ecuación de los medidores por presión diferencial.. Determinación del flujo másico flujo volumétrico, diámetro del medidor caída de presión temporal, permanente y potencia consumida en Placa Orificio y Venturi. Determinación de flujo másico, flujo volumétrico y caída de presión en el Tubo Pitot. Aplicación de la ecuación de Bernoulli en componentes simples de tuberías tales como: tubería recta, presencia de accesorios y medidores de flujo. Aplicación de la ecuación de Bernoulli en sistemas de tuberías en serie, paralelo y ramificado. Determinación de la caída de presión total, flujo másico, flujo volumétrico y diámetro a través de un sistema de tuberías, en serie, paralelo. y ramificado. Utilización de gráficos y tablas para la evaluación y diseño de un sistema de tuberías
Motivación individual y colectiva en la búsqueda de información sobre sistemas de tuberías. Participación en las discusiones grupales. Cooperación en la resolución de ejercicios propuestos.
Prueba escrita
Prueba parcial escrita (Se evalúa del indicador 24 al 26)
UNIDAD TEMÁTICA: III Flujo de Fluidos en Fase Gaseosa
OBJETIVO(S) DIDÁCTICO(S): Aplicar los principios básicos del flujo del fluido compresible para el diseño y evaluación de tubería.
CONTENIDOS CURRICULARES
CONCEPTUALES:
Relaciones PVT :Flujo Isotérmico PV = cte, Flujo Adiabático PVk = cte, Flujo Politrópico PVn = cte Caída de Presión Total en tubería recta Métodos Aproximados: Fórmula de Darcy, Formula Isotérmica General, Formula de Weymouth, Formula de Panhandle Métodos Rigurosos: Flujo Adiabático en tubería recta, Flujo Isotérmico en tubería recta Flujo Crítico o Flujo Sónico Solución Gráfica y analítica para Fluidos Compresibles Método de Lapple y Loeb Descarga de Gases
PROCEDIMENTALES: ACTITUDINALES: ESTRATEGIAS
PARA FAVORECER EL APRENDIZAJE
CRITERIOS REFERENCIALES
INDICADORES DE LOGRO
EVALUACIÓN RECURSOS DE APOYO TÉCNICAS INSTRUMENTOS
TIEMPO Y PONDERAC.
Comprensión de la dependencia de la densidad de gases y vapores a los cambios de presión y temperatura a lo largo de la línea. Identificación de las ecuaciones y condiciones para el flujo isotérmico y adiabático. Identificación de los métodos aproximados y rigurosos para la determinación de la caída de presión total.. Aplicación de métodos rigurosos en la determinación de la caída de presión total, flujo másico y volumétrico para flujo isotérmico y adiabático. Comprensión del término flujo sónico y las condiciones bajo las cuales se presenta. Identificación de la ecuación para la velocidad sónica y la presión crítica. Identificación de la descarga de gases hacia un área de mayor sección como flujo adiabático Aplicación del factor Y como corrección de las propiedades del fluido debido a la expansión. Utilización de gráficos y tablas para la obtención de parámetros
Reconocimiento de la dependencia de la densidad con los cambios de presión y temperatura. Interés por la selección adecuada de las ecuaciones y condiciones que representan los flujos isotérmicos y adiabáticos.. Adquisición de destrezas en la estimación de variables para la evaluación y diseño de tuberías a través de los métodos aproximados y rigurosos Motivación individual y colectiva en la búsqueda de información sobre sistemas de tuberías con fluido compresible Valoración de la importancia de la formación de flujo sónico en el transporte de fluido compresible. Valoración de la importancia de la descarga de gases hacia áreas de mayor sección y del factor de expansión Y. Disposición para la utilización apropiada de métodos rigurosos gráficos o analíticos para la resolución de problemas. Interés por la utilización apropiada de tablas y gráficos
Organizador previo. Esquemas.
Ejemplificaciones Exposición didáctica.
Ilustraciones. Analogías.
Mapa conceptual. Resumen.
Preguntas evocadoras. Pistas tipográficas
Motivación e interés hacia la materia. Capacidad creativa en la adecuación de de los conceptos a la resolución de problemas. Capacidad de análisis en la interpretación de resultados. Motivación e interés durante los periodos de clase . Capacidad de trabajo en equipo. Participación en las discusiones grupales. Cooperación en la resolución de ejercicios propuestos.
Participación activa manifiesta. Responsabilidad en el cumplimiento de asignaciones académicas. Dominio de los conceptos básicos. Capacidad de respuesta. Originalidad e iniciativa personal. Dominio de terminología y aplicación de conceptos. Capacidad de
Prueba escrita
Prueba escrita tipo taller (Se evalúa toda la unidad)
3 horas ( 135 min) 35% del tercer corte
Pizarra acrílica Marcadores Borrador Material Impreso: Guías temáticas, guías de ejercicios resueltos y propuestos. Computador portátil. Video Beam Textos bibliográficos
Web-Blog
relacionados con el flujo de fluido compresible.
para la obtención de parámetros asociados al transporte de fluido compresible.
análisis y de investigación
UNIDAD TEMÁTICA: IV Bombas Centrífugas
OBJETIVO(S) DIDÁCTICO(S): Seleccionar una bomba o sistema de bombas en serie o paralelo dada la curvas característica de la bomba para un determinado proceso
CONTENIDOS CURRICULARES
CONCEPTUALES:
Principio de funcionamiento y estructura
Clasificación
Cabezal total
Cabezal neto de succión positiva
Relaciones Matemáticas entre el cabezal, capacidad, eficiencia y potencia
Curvas características
Velocidad específica
Efecto de la densidad y viscosidad
Leyes de afinidad
Curva cabezal-capacidad del sistema
Bombas centrífugas en serie y paralelo
PROCEDIMENTALES: ACTITUDINALES: ESTRATEGIAS
PARA FAVORECER EL APRENDIZAJE
CRITERIOS REFERENCIALES
INDICADORES DE LOGRO
EVALUACIÓN RECURSOS DE APOYO TÉCNICAS INSTRUMENTOS
TIEMPO Y PONDERAC.
Explicación del principio de funcionamiento de una bomba centrífuga. Descripción de la estructura de una bomba centrífuga. Clasificación de una bomba según la dirección del flujo, la posición del eje, el número de etapas y el tipo de difusor. Comprensión del significado de cabezal total de la bomba, cabezal de succión, cabezal de levantamiento y cabezal de descarga. Determinación del cabezal total de la bomba, de succión. de levantamiento y de descarga. Comprensión del significado de cabezal neto de succión positivo requerido y disponible. Obtención del NPSHR y NPSHD. Explicación de las condiciones bajo las cuales ocurre la cavitación de una bomba. Determinación de la potencia
Valoración de la importancia de la selección adecuada de una bomba centrífuga en un determinado proceso. Reconocimiento de la relación de la estructura y diferentes tipos de bombas centrífugas con la selección adecuada de la bomba. Interés por participar en la definición, identificación y determinación de los diferentes términos asociados al funcionamiento de las bombas centrífugas. Consideración de la importancia de la cavitación, cabezal neto de succión requerido y disponible en el estudio y selección de las bombas centrífugas. Reconocimiento de las diferentes relaciones matemáticas entre el cabezal, capacidad, potencia al freno y potencia hidráulica para la
Exposición didáctica Mapas mentales. Esquemas. Ilustraciones Preguntas intercaladas, Trabajo en equipo Ejercitación de problemas Resumen al cierre de la clase con participación de los estudiantes. .
Motivación e interés hacia la materia.
Capacidad creativa en la adecuación de de los conceptos a la resolución de problemas.
Capacidad de análisis en la interpretación de resultados.
Motivación e interés durante los periodos de clase. Capacidad de trabajo en equipo.
Participación activa manifiesta.
Responsabilidad en el cumplimiento de asignaciones académicas.
Dominio de los conceptos básicos.
Capacidad de respuesta.
Originalidad e iniciativa personal.
Dominio de terminología y aplicación de conceptos.
Capacidad de análisis y de investigación
Prueba escrita
Prueba corta mixta (Se evalúa del indicador 1 al 17)
1 hora (45 min) 15% del tercer corte
Pizarra acrílica Marcadores Borrador Material Impreso: Guías temáticas, guías de ejercicios resueltos y propuestos. Computador portátil.
hidráulica, potencia al freno y eficiencia. Identificación de los diferentes parámetros que conforman la curva característica de una bomba. Determinación de la velocidad específica Análisis del efecto de la densidad y la viscosidad en las curvas características. Aplicación de las leyes de afinidad para cambios de diámetro del impeler y velocidad de rotación d la bomba Establecimiento de las diferencias entre la curva característica de una bomba, de bombas en serie y de bombas en paralelo. Determinación de los parámetros de la curva cabezal capacidad del sistema para una bomba, para bombas en serie y paralelo, Determinación del punto de operación de una bomba. Análisis de curvas características para la selección adecuada de una bomba o sistema de bombas en serie o paralelo
determinación de la eficiencia de una bomba. Valoración de la importancia de las curvas características en el funcionamiento de las bombas centrífugas. Interés en la identificación del tipo de impeler de acuerdo al valor de la velocidad especifica. Actitud crítica frente a los diferentes factores que influyen en las curvas características Disposición para la utilización de las leyes de afinidad en la determinación de los parámetros de la curva característica al cambiar el diámetro del impulsor y velocidad de rotación. Interés en el análisis de las curvas cabezal capacidad del sistema. Valoración de la importancia del punto de operación como parámetro fundamental en la determinación del funcionamiento optimo de la bomba o sistema de bombas serie o paralelo. Disposición para la selección de bombas centrífugas en un determinado proceso dependiendo de la intercepción de la curva característica y la curva del sistema. Toma de decisión en la selección adecuada de una bomba o sistema de bombas en serie o paralelo.
Prueba escrita
Prueba parcial escrita (Se evalúa del indicador 13 al 17)
3 horas ( 135 min) 50% del tercer corte
Video Beam Textos
bibliográficos
Web-Blog
BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA
BÁSICAS
CRANE. (1989). Flujo de Fluido en Válvulas, Tuberías y Accesorios. Editorial Mc Graw Hill. México
KERN, D. (1997). Proceso de Transferencia de Calor. Editorial Mc Graw Hill México
LUDWIG, E. (1991) Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants. Tomo I. Editorial Gulf Publishing Company. Houston
Mc. CABE, W., SMITH, J., HARRIOTT, P. (2002).Operaciones Unitarias de Ingeniería Química. Editorial Mc Graw Hill. México
MOTT, R. (1996) Mecánica de Fluidos Aplicada. Editorial Prentice Hall. Hispanoamericana, S.A. México
PDVSA CIED. (2001). Equipos Rotativos.
PDVSA CIED. (1997). Flujo de Fluidos Para Ingenieros de Procesos.
PDVSA CIED. (2001). Transferencia de Calor.
SECUNDARIAS
AMAYA, E., GOITÏA, A.(1997). Instrumentación Industrial. Universidad del Zulia. Maracaibo. Venezuela
FOUST, A., WENZEL, L. (1979).Principios de Operaciones Unitarias. Editorial Jhon Wiley & Sons. EEUU.
FRANZINI, J., Finnemore, E. (1997). Mecánica de Fluidos con Aplicaciones en Ingeniería. Editorial Mc Graw Hill. México.
GEANKOPLIS,C. (1998). Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias. Editorial CECSA. México..
GREENE, R. (1992). Válvulas Selección, Uso y Mantenimiento. Editorial Mc Graw Hill. México
McNAUGHTON, K. (1992). Bombas Selección, Uso y Mantenimiento. Editorial Mc Graw Hill. México
OCON, G., TOJO, G. (1980). Problemas de Ingeniería Química. Tomo I Editorial Aguilar. Santiago de Chile
PERRY, R. Manual del Ingeniero Químico. Editorial Mc Graw Hill. México
RON DARBY. Chemical Engineering Fluid Mechanics. Editorial Marcel Dekker. EEUU
SERTH W. ROBERT .Process Heat Transfer Principles and Applications. Editorial Elsevier. Texas A&M University-Kingsville, Kingsville, Texas, USA
STREETER, W. Mecánica de los Fluidos. Editorial Mc Graw Hill. México. Cota UNEFM: TA387 S87.(9v,18n)
VALIENTE, A: (1998). Problemas de Flujo de Fluidos. Editorial Limusa, S.A. México.
COMPONENTE PRÁCTICO
PRÁCTICA 1: MEDIDORES DE FLUJO
OBJETIVO GENERAL: Comprobar el diámetro del Tubo Venturi y Placa Orificio instalados en el banco hidráulico.
OBJETIVOS ESPECIFICOS: Verificar la escala de calibración del Rotámetro 2 instalado en el sistema de tubería. Determinar la caída de presión que ocasiona el Tubo Venturi y la Placa Orificio. Establecer la ecuación Q= K(ΔP)n que representa los datos experimentales para el Tubo Venturi y la Placa Orificio Determinar el coeficiente de flujo del Tubo Venturi y de la Placa Orificio.
Determinar el diámetro del Tubo Venturi y de la
PRÁCTICA 2: PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN UN SISTEMA DE TUBERÍAS
OBJETIVO GENERAL: Estudiar la influencia de las pérdidas debidas a la fricción en el flujo de un fluido en fase líquida a través de las tuberías que conforman el banco de pruebas
del LAEN.
OBJETIVOS ESPECIFICOS: Estimar las pérdidas experimentales debida a la fricción ocasionada por el flujo del fluido a través de la tubería con válvulas y accesorios. Determinar el caudal experimental a través de la tubería con válvulas y accesorios. Indicar las causas de las desviaciones del caudal experimental determinado en la tubería y el caudal real medido con el Rotámetro 2. Analizar los parámetros que influyen en las pérdidas debido a la fricción en cada tubería.
PRÁCTICA 3: BOMBAS CENTRÍFUGAS EN SERIE Y PARALELO
OBJETIVO GENERAL: Determinar el arreglo de bombas más conveniente para el sistema de tubería en estudio
OBJETIVOS ESPECIFICOS: Construir las curvas características de las bombas en serie y en paralelo. Construir la curva del sistema para las bombas en serie y en paralelo. Determinar el punto de operación de las bombas en serie y en paralelo. Determinar el cabezal Neto de Succión Positivo Disponible (NPSHD) para bombas en serie y paralelo