Análisis Numérico en Fenómenos de Transporte

Análisis Numérico en Fenómenos de Transporte

Semestre 2013-2

Dr. Bernardo Hernández Morales

Depto. de Ingeniería MetalúrgicaFacultad de Química, UNAM

Comunicación

Dr. Bernardo Hernández Morales

Depto. de Ingeniería MetalúrgicaFacultad de Química, UNAM

bernie@unam.mx

Cubículo 3 central, 1er piso

Comunicación

AMYD:http://depa.fquim.unam.mx/amyd/

Comunicación

AMYD:

Comunicación

AMYD:

Comunicación

AMYD:

Comunicación

Facebook:http://www.facebook.com/ ANFT 2013-2

Si lo prefieres, puedes utilizar un pseudónimo

¿ Qué esperar del curso ?

Actividad profesional de un(a) IQM - Ingeniería Plan de estudios de la carrera Análisis Numérico de Fenómenos de Transporte Objetivo y características del curso Evaluación

Introducción al curso

¿ Cuál es la actividad profesional de un(a) IQM ?

Introducción al curso

Modificado de http://www.csc.com.tw/photodb/wh_en/index_html/prs.html

Procesos de obtención y manufactura

ensamblaje

Procesos de obtención de materiales Cambios químicos

Procesos de manufactura de componentes Cambios físicos

Procesos de obtención y manufactura

Procesos de obtención y manufactura

http://www.psa-peugeot-citroen-press.co.uk/images/Production/Body-assembly%20line.jpg

Ensamblaje

Procesos de obtención y manufactura

www.fractureinvestigations.com/images/pipe.jpg

Vida útil

Posibles campos de acción

Caracterización química o microestructural Ventas Control de proceso Diseño de proceso/producto Optimización de proceso/producto Docencia Investigación Administración Tecnologías de la información y la computación

Campos de actividad profesional

Posibles campos de acción

Caracterización química o microestructural Ventas Control de proceso Diseño de proceso/producto Optimización de proceso/producto Docencia Investigación Administración Tecnologías de la información y la computación

Campos de actividad profesional

¿ Cómo se diseñan y optimizan a los procesos industriales ?

¿ Cómo se controlan a los procesos industriales ?

¿ Cómo se resuelven problemas de operación ?

Diseño y Optimización de Procesos

Diseño y Optimización de Procesos

Variables del proceso

Índices de calidad del proceso

Costos del proceso

Diseño y Optimización

Mayor CalidadMenor Costo

Factoresmacroeconómicos

Factoresingenieriles

Diseño y Optimización

Los reactores son:

De gran tamaño Tecnológicamente sofisticados

Los procesos son: Complejos

http://www.hightechfinland.com/2003/newmaterialsprocess/materials/outokumpu.html

G.J. Hardie et al. “Adaptation of injection technology for the HIsmeltTM process”Savard/Lee International Symposium on Bath Smelting,

1992, pp. 623-644.

Diseño y Optimización

Proceso o

Producto

Especificaciones

Resultados del análisis

CompararProceso/Producto

validado

No cumple con las especificaciones

Condicionesiniciales dediseño

Definirnuevas

condiciones

Diseño y Optimización de Procesos

Método empírico(ensayo y error)

Ingeniería de procesos(IPOMyMCI)

Métodos indirectos(ensayos bajo norma)

Metodologías de análisis para

diseño y optimización

IPOMyMCI : Ingeniería de Procesos de Obtención de Materiales y Manufactura de Componentes Ingenieriles

Herramientas

Modelos matemáticos Modelos físicos Mediciones en planta Mediciones en laboratorio

IPOMyMCI

Conocimientos de:

Fenómenos de Transporte Ciencia de MaterialesTermodinámica

HERRAMIENTASY

CONOCIMIENTOSDE

IPOMyMCI

¿ Cuáles son las características del Plan de Estudios de la Carrera de IQM ?

Introducción al curso

Plan de estudios de la Carrera de IQM

                 Asignaturas Créditos

Obligatorias (46) 366

Optativas Disciplinarias (5) 36

Optativas Sociohumanísticas (4) 24

                 Total (55) 426

Plan de estudios de la Carrera de IQM

DIAGRAMA DE SERIACIÓNCARRERA INGENIERÍA QUÍMICA METALÚRGICA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 SEM

ÁreaSubárea*

MAT.

FIS.

QUIM.

FQUIM.

ING.MET.

MQ.PE*

ING.MET.

MF.PM.*

ING.MET.

ING.*

OPT.DIS.

ECON-ADM

INT.

S.H.

C.T

39 45 50 49 46 49 47 52 49 426

Cal I

Fis I

Cal II Ec Dif Est

Fis II

A Sup

L de F

QG II Q In I QA I

E de M QO I

Ter E y C

EFMM ASRM FPE

TEIIMM TM ANFT IPMM

FMM ICIM TF TT Sol Fun IA

CM Con M AF

BM PM HM EM Sid

MQE CP

Op I Op II Op IV

Op III Op V

IE FA

Pro

C y S

SH IV

M y S SH I SH II SH III

QG I

SERIACIÓN

OBLIGATORIA

INDICATIVA

DIAGRAMA DE SERIACIÓNCARRERA INGENIERÍA QUÍMICA METALÚRGICA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 SEM

ÁreaSubárea*

MAT.

FIS.

QUIM.

FQUIM.

ING.MET.

MQ.PE*

ING.MET.

MF.PM.*

ING.MET.

ING.*

OPT.DIS.

ECON-ADM

INT.

S.H.

C.T

39 45 50 49 46 49 47 52 49 426

Cal I

Fis I

Cal II Ec Dif Est

Fis II

A Sup

L de F

QG II Q In I QA I

E de M QO I

Ter E y C

EFMM ASRM FPE

TEIIMM TM ANFT IPMM

FMM ICIM TF TT Sol Fun IA

CM Con M AF

BM PM HM EM Sid

MQE CP

Op I Op II Op IV

Op III Op V

IE FA

Pro

C y S

SH IV

M y S SH I SH II SH III

QG I

SERIACIÓN

OBLIGATORIA

INDICATIVA

Subárea de Ingeniería

Plan de estudios de la Carrera de IQM

Metalurgia física y mecánica (Ciencia de Materiales – física)

Metalurgia química (Ciencia de Materiales – química)

Ingeniería de Procesos Metalúrgicos y de Materiales

Introducción a la Ingeniería de Proc. Met. y de Mat. (4º) Transporte de Energía (5º)Transporte de Masa (6º)Análisis Numérico en Fenómenos de Transporte (7º)Ingeniería de Proc. Met. y de Mat. (8º)

Asignaturas optativas de la subárea de Ingeniería

Plan de estudios de la Carrera de IQM

DIAGRAMA DE SERIACIÓNCARRERA INGENIERÍA QUÍMICA METALÚRGICA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 SEM

ÁreaSubárea*

MAT.

FIS.

QUIM.

FQUIM.

ING.MET.

MQ.PE*

ING.MET.

MF.PM.*

ING.MET.

ING.*

OPT.DIS.

ECON-ADM

INT.

S.H.

C.T

39 45 50 49 46 49 47 52 49 426

Cal I

Fis I

Cal II Ec Dif Est

Fis II

A Sup

L de F

QG II Q In I QA I

E de M QO I

Ter E y C

EFMM ASRM FPE

TEIIMM TM ANFT IPMM

FMM ICIM TF TT Sol Fun IA

CM Con M AF

BM PM HM EM Sid

MQE CP

Op I Op II Op IV

Op III Op V

IE FA

Pro

C y S

SH IV

M y S SH I SH II SH III

QG I

SERIACIÓN

OBLIGATORIA

INDICATIVA

Subárea de Ingeniería

ANFT es una puente entre Fenómenos de Transporte e IPMyM

No aprenderemos conceptos nuevos de Fenómenos de Transporte Sí reforzaremos conocimientos de Fenómenos de Transporte

Plan de estudios de la Carrera de IQM

Herramientas:

• Modelos matemáticos• Modelos físicos• Mediciones en planta• Mediciones en laboratorio

Conocimientos de:

• Fenómenos de Transporte• Termodinámica• Materiales

HERRAMIENTAS Y

CONOCIMIENTOS

DE LA IPOMyMCI

(ANFT)

¿ Qué es Análisis Numérico en Fenómenos de Transporte ?

Introducción al curso

ANFT

UsoPropiedades

Estructura

Procesamiento

Material

ANFT

Dureza

Martensita

Temple

Acero

¿ Por qué se decide aplicar Temple y no otro proceso ?

ANFT

Tem

pera

tura

Tiempo

A

P

B

A + M

A + P

A + B

M

ANFT

Si se controla el temple

Se controla la rapidez de enfriamiento

Se controla la microestructura

Se controla la dureza

ttxT

),( 1

Método empírico (ensayo y error)

Ingeniería de procesos (IPOMyMCI)

Métodos indirectos (ensayos bajo norma)

Metodologías de diseño y optimización

ANFT

ttxT

),( 1

Analítica

Numérica

Es posible (necesario) ANALIZAR el TRANSPORTE DE ENERGÍAdurante el temple de aceros mediante técnicas

NUMÉRICAS

Variables deproceso

Ingeniería de procesos (IPOMyMCI)

Modelomatemático

Objetivos y características del curso

Introducción al curso

Objetivos y características

Objetivos

Conocer la importancia del análisis numérico en la

cuantificación de los fenómenos de transporte

asociados a los procesos metalúrgicos y de materiales. Formular y resolver problemas de fenómenos de transporte,

asociados a procesos metalúrgicos y de materiales, mediante

el desarrollo e implementación de programas de cómputo. Describir, interpretar y evaluar, mediante el análisis numérico,

los fenómenos de transporte de momentum, de calor y de masa

ANFT ≡ “Caja de herramientas” contextualizada

Objetivos y características

Características

Teoría: Lu y Mi de 11:30 a 13:00 hs. (Sem. V)

Horario

Metodología

Exposición por parte del profesor Trabajo individual en clase

Desarrollo e implementación de algoritmos

Evaluación

Introducción al curso

Exámenes Tareas Asistencia (80 % mínimo)