Mecanismos de transmisión de calor: conducción, convección natural y forzada, radiación. Transmisión de calor con cambio de fase. Equipos: cambiadores, evaporadores.

Fundamentos básicos de la transmisión de calor. Introducción. Mecanismos de transmisión de calor: Conducción, convección y radiación. Números adimensionales. Ecuaciones básicas para la transmisión de calor en fluidos: Balance de Entalpía. Sistemas de transferencia de calor combinados. Materiales aislantes. Temperatura local y másica. Escala de temperatura. Aparatos para la medida de temperatura

Transmisión de calor por conducción en estado estacionario. Ley de Fourier: Conductividad térmica. Conducción de calor a través de sólidos: placas planas, cilindros y esferas. Superficies extendidas: aletas. Conducción unidireccional con generación uniforme de energía. Conducción en dos y tres direcciones

Transmisión de calor por conducción en estado no estacionario. Introducción. Sistemas con resistencia interna despreciable. Sistemas con diferentes geometrías. Métodos gráficos. Métodos numéricos

Análisis de la transferencia de calor por convección. Introducción. Capa límite térmica. Convección forzada y natural. Perfil de temperatura en flujo laminar y turbulento. Coeficientes individuales de transmisión de calor. Coeficiente global de transmisión de calor

Convección natural. Perfil de velocidad y de temperatura en convección natural. Cálculo del coeficiente de convección natural. Efecto de la geometría. Efecto de la convección natural sobre el coeficiente de convección en régimen laminar.

Convección forzada. Coeficiente de convección en régimen laminar. Flujo sobre placas planas. Flujo pistón. Flujo laminar real. Coeficiente de convección en régimen turbulento. Ecuaciones basadas en el análisis dimensional: Analogía con el transporte de cantidad de movimiento. Coeficiente de convección en el régimen de transición. Coeficiente de convección en flujo externo

Transmisión de calor con cambio de fase. Introducción. Coeficientes de transmisión de calor con cambio de fase. Ebullición de líquidos sobre superficies. Condensación de vapores sobre superficies verticales y horizontales

Cambiadores de calor. Disposición del flujo en cambiadores de calor. Cambiadores de calor de tubos concéntricos: ecuación básica de diseño. Factores de ensuciamiento. Cambiadores multitubulares. Paso múltiple y deflectores. Cambiadores de calor compactos. Eficacia de un intercambiador de calor

Evaporación. Introducción. Capacidad y economía de un cambiador. Balances de materia y energía: ecuación de diseño de un evaporador. Aprovechamiento de la energía de los vapores: múltiples efectos. Tipos de evaporadores

Transmisión de calor por radiación. Naturaleza de la radiación térmica. Interacción de la radiación con la materia: absorción, reflexión y transmisión. Emisión de la radiación. Ley de Stefan-Boltzmann. Ley de Planck. Emisividad. Intercambio de calor entre superficies negras. Factores de visión. Superficies grises. Radiación de gases.



Temario



1.- Fundamentos básicos de la transmisión de calor. Introducción. Mecanismos de transmisión de calor: Conducción, convección y radiación. Números adimensionales. Ecuaciones básicas para la transmisión de calor en fluidos: Balance de Entalpía. Sistemas de transferencia de calor combinados. Materiales aislantes. Temperatura local y másica. Escala de temperatura. Aparatos para la medida de temperatura

2.- Transmisión de calor por conducción en estado estacionario. Ley de Fourier: Conductividad térmica. Conducción de calor a través de sólidos: placas planas, cilindros y esferas. Superficies extendidas: aletas. Conducción unidireccional con generación uniforme de energía. Conducción en dos y tres direcciones

3.- Transmisión de calor por conducción en estado no estacionario. Introducción. Sistemas con resistencia interna despreciable. Sistemas con diferentes geometrías. Métodos gráficos. Métodos numéricos

4.- Análisis de la transferencia de calor por convección. Introducción. Capa límite térmica. Convección forzada y natural. Perfil de temperatura en flujo laminar y turbulento. Coeficientes individuales de transmisión de calor. Coeficiente global de transmisión de calor

5.- Convección natural. Perfil de velocidad y de temperatura en convección natural. Cálculo del coeficiente de convección natural. Efecto de la geometría. Efecto de la convección natural sobre el coeficiente de convección en régimen laminar.

6.- Convección forzada. Coeficiente de convección en régimen laminar. Flujo sobre placas planas. Flujo pistón. Flujo laminar real. Coeficiente de convección en régimen turbulento. Ecuaciones basadas en el análisis dimensional: Analogía con el transporte de cantidad de movimiento. Coeficiente de convección en el régimen de transición. Coeficiente de convección en flujo externo

7.- Transmisión de calor con cambio de fase. Introducción. Coeficientes de transmisión de calor con cambio de fase. Ebullición de líquidos sobre superficies. Condensación de vapores sobre superficies verticales y horizontales

8.- Cambiadores de calor. Disposición del flujo en cambiadores de calor. Cambiadores de calor de tubos concéntricos: ecuación básica de diseño. Factores de ensuciamiento. Cambiadores multitubulares. Paso múltiple y deflectores. Cambiadores de calor compactos. Eficacia de un intercambiador de calor

9.- Evaporación. Introducción. Capacidad y economía de un cambiador. Balances de materia y energía: ecuación de diseño de un evaporador. Aprovechamiento de la energía de los vapores: múltiples efectos. Tipos de evaporadores

10.- Transmisión de calor por radiación. Naturaleza de la radiación térmica. Interacción de la radiación con la materia: absorción, reflexión y transmisión. Emisión de la radiación. Ley de Stefan-Boltzmann. Ley de Planck. Emisividad. Intercambio de calor entre superficies negras. Factores de visión. Superficies grises. Radiación de gases.



Bibliografía básica:

McCabe, W.L. Smith, J.C. y Harriot, P; Operaciones básicas de ingeniería química; Mc Graw Hill, Madrid 1991

Kreith, F. y Bohn, M.S.; Principios de transferencia de calor, Thomson Learning, México 2001



Bibliografía de profundización:

Lienhard IV, J.H., Lienhard V, J.H., A Heat Transfer Textbook (3ª Ed.), Phlogiston Press, Cambridge 2002

Coulson, J.M.; Richardson, J.F.; Chemical Engineering; Vols. 1 y 2:, Butterworth-Heinemann, Oxford 1999

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La calificación global necesaria para superar la materia es del 50% (un 5 sobre 10)

La calificación global se obtendra de las evaluaciones: Examen escrito a desarrollar, examen escrito tipo test, realización de prácticas y trabajos individuales. En todas ellas el mínimo requerido para superar la materia es del 35% (3,5 sobre 10)

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Basic bibliography

McCabe, W.L. Smith, J.C. y Harriot, P; Operaciones básicas de ingeniería química; Mc Graw Hill, Madrid 1991



Kreith, F. y Bohn, M.S.; Principios de transferencia de calor, Thomson Learning, México 2001

In-depth bibliography

Lienhard IV, J.H., Lienhard V, J.H., A Heat Transfer Textbook (3ª Ed.), Phlogiston Press, Cambridge 2002 Coulson, J.M.; Richardson, J.F.; Chemical Engineering; Vols. 1 y 2:, Butterworth-Heinemann, Oxford 1999