Balance de Momento Calor y m 2015

123 Formato de Instrumentación Didáctica para la Formación y Desarrollo de Competencias

FO-TESCo-59

Versión: 4 05 Agosto, 2015 Pág: 1 de 10

DIRECCIÓN ACADÉMICA- JEFATURA DE DIV. DE IQU

Nombre de la asignatura: (2) _BALANCE DE MOMENTO CALOR Y MASA_ Grupo:_8511__

Docente: (4) IQI ALBERTO COCOM CELAYA Carrera: INGENIERIA QUIMICA

Clave de la asignatura: (6) IQF 1002 Periodo15-16/1:

Horas teoría-Horas práctica-Créditos: (8) 4-2-6

1. Caracterización de la asignaturaEsta asignatura aporta al perfil del Ingeniero químico la capacidad para analizar los fenómenos involucrados con los sistemas de transporte de cantidad de movimiento, calor y masa en estado estable bajo condiciones de flujo unidireccional, y le proporciona las bases para diseñar, seleccionar, operar, optimizar y controlar procesos de transferencia en plantas químicas.Estos fenómenos son importantes al aumentar la capacidad crítica y lógica del estudiante ya que permiten comprender el comportamiento a nivel microscópico de los materiales y/o fluidos que se exponen a cambios de movimiento, calor y masa. La asignatura comprende el balance en los tres mecanismos de transferencia que son: Transferencia de cantidad de movimiento, calor y masa a nivel microscópico, usando elementos diferenciales de los sistemas más comunes en coordenadas rectangulares, cilíndricas y esféricas. Por ejemplo: la película descendente, flujo a través de ductos y canales; flujo de calor en placas simples y compuestas, tubos y esferas; y flujo másico en película estancada o descendente y en la interface, entre otros. La asignatura se relaciona con todas las posteriores que involucran procesos unitarios, para dar soporte a las materias formativas propias del ingeniero químico.

2. Objetivo(s) general(es) del curso. (Competencias específicas a desarrollar)Determina el flujo de masa o volumétrica, el flujo de calor, densidad de flujo de masa, perfiles de velocidad, de temperatura y concentración en sistemas con transferencia de cantidad de movimiento, calor y masa utilizando los balances correspondientes..


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Unidad: 1 Tema: Balance de cantidad de movimiento.

Competencia específica de la unidad Criterios de evaluación de la UnidadObtiene el perfil de velocidad y esfuerzo cortante en un sistema coordenado mediante un balance de cantidad de movimiento.

Interpreta el perfil de velocidad y esfuerzo cortante para liquidos con base en un sistema coordenado.

1.-Manejo de conceptos. Orden cronológico, originalidad, ortografía, entrega en tiempo y forma, actividad para el grupo.Se elabora en hojas blancas de forma individual;se aplica una lluvia de ideas para homogeneizar el conocimiento2.- En forma individual, utiliza apoyo bibliográfico, resultados se revisan en plenaria. Procedimientos y resultados correctos (problemario la entrega es en hojas blancas, portada a computadora y procedimientos a mano)3.-Aplica una metodología correcta, entrega resultados correctos en tiempo y fecha establecida y formato solicitados, en hojas blancas4.- Resuelve correctamente, con procedimientos claros y correctos, examen escritoActitud, disciplina y aporte a la clase

Actividades de aprendizaje Actividades de enseñanza Desarrollo de competencias genéricas

Horas teórico-prácticas

1.-Investiga en diferentes fuentes la definición y conceptos básicos de sistemas de control y teorema del valor medio; Realiza apuntes de los temas investigados

2.-Resuelve casos aplicando perfiles de velocidad y esfuerzo cortante para liquidos.

Encuadre de la asignatura, análisis de importancia de la materia en la carrera; evaluación diagnostica.Proporcionar la bibliografía para la lectura de información referente a teoría y principios básicos.

Exposición del tema modelos matemáticos del comportamiento de los fluidos aplicando balances diferenciales a volúmenes de control en

Trabajo en equipo comunicación escrita

Capacidad de análisis y síntesis Comunicación oral y escrita

}}4

3


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3.- Resuelve una serie de casos aplicando la teoría expuesta por el docente

Resuelve examen correspondiente a la unidad.

espacios cartesianos y cilíndricos.Propone algunas metodologías de solución.Organizar al grupo en equipos de trabajo para la solución de casos.. Diseña, proporciona y supervisa el desarrollo de los casos

Propone una serie de casos para resolver en horas extra clase

Diseña una evaluación sumativa

Solución de problemas, Capacidad de aprender,

Comunicación oral

Habilidades de investigación Capacidad de aprender Habilidad para buscar y analizar información Proveniente de fuentes diversas

3

5

5

Fuentes de información Apoyos didácticos: 1. Bird-Stewart_Ligghtfoot; Fenomenos de transporte; Reverte. 2. Hines-maddox; transferencia de masa; Ed. Prentice Hall. 3. Geankoplis; Procesos de transporte y operaciones unitarias; Cecsa.

Videos, cañón, computadora, rotafolios, tablas de diferenciales,

problemario, uso de software, calculadora.

Unidad: 2 Tema:Balance de calor en sistemas coordenados en estado estacionario, flujo unidireccional.Competencia específica de la unidad Criterios de evaluación de la Unidad

Obtiene perfiles de temperatura y flujo de calor en sistemas donde exista transferencia de calor a partir de un balance de energía.

Interpreta perfiles de temperatura en superficies solidas con base a gradientes de temperatura y su conductividad.

1.-Reporta con una cuadro sinóptico (Orden, ortografía, entrega en tiempo y forma), Apunte de los temas expuestos.2.- Reporta resultados del trabajo en equipo y sustenta sus resultados3.- Procedimientos y resultados correctos (problemario)4.-Da solución utilizando bibliografía (individual y con un tiempo establecido)


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Actividades de aprendizaje Actividades de enseñanza Desarrollo de competencias genéricas

Horas teórico-prácticas

1.-Realiza cuadro sinóptico con el material aportado por el docente.Identifica leyes y conceptos, realiza su apunte

2.-Da solución a casos propuestos en el aula

3.-Aplica una metodología para resolver casos extra clase

4.-Resuelve evaluación de conceptos y leyes mediante un examen.

Introducción a la temática, generaliza algunos conceptos y propone cierto material de lectura para que los alumnos generen un cuadro sinóptico acerca de las balance de calor en sistemas coordenados y sus características,

Explica las características de un problema balance de calor, las variables que intervienen y la relación entre ellas; coordina trabajo y retroalimentaEjemplifica la solución de ejercicios.Proporciona tablas y capacita en el manejo de estas, resolver ejemplos y asigna ejercicios a resolver.

Propone una serie de casos a resolver fuera de clase

Realiza una evaluación sumativa.

Capacidad de análisis y síntesis, comunicación escrita.

Trabajo en equipo y capacidad de aplicar

conocimiento en la práctica. Capacidad de análisis y

síntesis

Solución de problemas, Capacidad de análisis, toma de decisiones, Comunicación

oral y escrita

Habilidades de investigación Capacidad de aprender Habilidad para buscar y

analizar información Proveniente de fuentes

diversas.

3

4

6

4

Fuentes de información Apoyos didácticos: 1. Bird-Stewart_Ligghtfoot; Fenomenos de transporte; Reverte. 2. Hines-maddox; transferencia de masa; Ed. Prentice Hall. 3. Geankoplis; Procesos de transporte y operaciones unitarias; Cecsa.


calculadora, problemario.


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Unidad: 3 Tema:Balance de masa en sistemas coordenados.Competencia específica de la unidad Criterios de evaluación de la UnidadObtener perfiles de concentración y densidad de flujo en sistemas con transferencia de masa a partir de su balance.

Interpreta perfiles de concentración desarrollados en el seno de un fluido con base a gradientes de concentración.

1.-Resuelve evaluación diagnostica, en forma individual y utiliza una metodología adecuada2.- Síntesis de los temas expuestos y da solución por equipos a casos en clase, sustenta ante el grupo su solución3.- Procedimientos y resultados correctos (problemario), reporta con formato solicitado en fecha establecida4.-Da solución utilizando bibliografía (individual y con un tiempo establecido)

Actividades de aprendizaje Actividades de enseñanzaDesarrollo de competencias

genéricasHoras teórico-

prácticas

1.-Utiliza sus apuntes y resuelve evaluación diagnostica

2.-Realiza apuntes de la clase expuesta por el docente, identifica las características y campo de aplicación de conceptos expuestos, se integra en equipos y da solución a actividades de clase

3.-Resuelve problemario y reporta la solucion

Resuelve evaluación de

Aplica un cuestionario acerca de conceptos previos, vistos en unidades anteriores.

Explica la definición matemática de : Las ecuaciones de cambios a

sistemas coordenados Balances de materia con reacción

química Condiciones limite en el análisis

diferencial de un elemento Difusión molecular más convección

en reacciones homogéneas y heterogéneas.

Resuelve casos aplicando conceptos tratados.Proporciona un formulario y ejemplifica su utilidad en la solución de casos.Propone ejercicios al grupo para su

Capacidad de análisis y síntesis, comunicación escrita y capacidad crítica.

Solución de problemas, Capacidad de aprender, Comunicación oral

Solución de problemas, trabajo en equipo y capacidad de aplicar conocimiento.

Solución de problemas, trabajo en equipo y capacidad de aplicar conocimiento.

Solución de problemas, trabajo en equipo y capacidad

6

6

3

6

4


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conceptos y leyes mediante un examen

solución

Realiza un examen

de aplicar conocimientos.

Fuentes de información Apoyos didácticos:

1. Bird-Stewart_Ligghtfoot; Fenomenos de transporte; Reverte. 2. Hines-maddox; transferencia de masa; Ed. Prentice Hall. 3. Geankoplis; Procesos de transporte y operaciones unitarias; Cecsa..


problemario, uso de software, calculadora

Unidad: 4 Tema:Transferencia convectiva de masaCompetencia específica de la unidad Criterios de evaluación de la UnidadDetermina los coeficientes convectivos de masa en diferentes geometrías usando la ley de Fick, analogías y mediante correlaciones.

1.-Reporta con un mapa conceptual (Orden, ortografía, entrega en tiempo y forma), en forma individual.2.- Apunte que se reporta en hojas blancas de los temas expuestos.3.- Procedimientos y resultados correctos (problemario)4.-Resultado correcto en la solución de un examen a libro abierto.



prácticas

Investiga el significado de los siguientesconceptos: coeficiente de

Proporcionar información referente al tema (copias). Exposición por parte del docente de la temática

Trabajo en equipo, capacidad de análisis y síntesis de

información.

6


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transferencia de masa, en flujo laminar

Identifica las características y campo de aplicación de la transferencia convectiva de masa

Resuelve problemario

Da solución a casos utilizando bibliografía de apoyo y apuntes (examen)

Aplica los conceptos investigados, ejemplifica con casos ingenieriles

Genera una metodología de para solución de sistemas con la segunda ley de la termodinámicaProporciona problemario

Realiza una evaluación sumativa

Capacidad de aplicar conocimiento en la práctica.

Solución de problemas, Toma de decisiones, Capacidad de

aprender Habilidad para trabajar en forma autónoma,

Búsqueda del logro

4

3

3

2


1. Bird-Stewart_Ligghtfoot; Fenomenos de transporte; Reverte. 2. Hines-maddox; transferencia de masa; Ed. Prentice Hall. 3. Geankoplis; Procesos de transporte y operaciones unitarias; Cecsa.



Unidad: 5 Tema:Transferencia en la interfaceCompetencia específica de la unidad Criterios de evaluación de la UnidadDetermina el coeficiente de transferencia de calor en diferentes geometrías y condiciones de flujo mediante la teoría de la capa limite y correlaciones.Determina el coeficiente individual y global de transferencia de masa en fluidos usando la teoría de la doble película.

1.-Reporta con un mapa conceptual (Orden, ortografía, entrega en tiempo y forma) la lectura hecha.2.- síntesis de los temas expuestos, se entregan en hojas blancas3.- Procedimientos y resultados correctos (problemario)4.-Resultado correcto en la solución de un examen a libro abierto.


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prácticas

Investiga los siguientes conceptos: teoría de la capa limite en flujo laminar y en flujo turbulento; concepto de equilibrio y solubilidad de gases

Identifica las características y campo de aplicación de la entalpia.

Resuelve problemario

Da solución a casos utilizando bibliografía de apoyo y apuntes (examen)

Proporcionar información referente al tema (copias). Retroalimentación por parte del docente de las temáticas leídas

Expone correlaciones para el cálculo coeficientes de transferencia de calor

Genera una metodología de para calcular entalpías durante una reacción química.Proporciona problemario



información.




Búsqueda del logro

6

4

3

3

2





Unidad: 6 Tema: Balance de calor en un sistema transitorio, flujo unidireccionalCompetencia específica de la unidad Criterios de evaluación de la UnidadDetermina tiempo, temperatura, distancia y calor en placas, cilindros o esferas al estado inestable utilizando las gráficas de Heissler.

1.- resumen de los temas expuestos, se entregan en hojas blancas.


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2.- Procedimientos y resultados correctos (problemario)3.-Resultado correcto en la solución de un examen a libro abierto.



prácticas

1.-Investiga los siguientes conceptos: teoría de la capa limite en flujo laminar y en flujo turbulento; concepto de equilibrio y solubilidad de gasesIdentifica las características y campo de aplicación de la entalpia.

2.-Resuelve problemario

3.-Da solución a casos utilizando bibliografía de apoyo y apuntes (examen)

Expone la temática sobre el módulo de biot y FourierParámetros concentradosGraficas de Hessler

Genera una metodología de para problemas en geometrías simples, placas cilindros y esferas en estado transitorioProporciona problemario



información.




Búsqueda del logro

6

4

3

3

2






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Calendarización de evaluación (semanas): 19Semana 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Fecha 1-4 sept/13. 7-11 sept 14-18 sept. 21-25 sept. 28-2 oct 5-9 oct. 12-16 oct. 19-23 oct. 26 oct.-30oct 2-6 nov.

Planeado (1) 1DF 1F 1FS 2DF 2F 2F 2FS 3DF 3F 3F

Real (2)

Observaciones (3 )

Firma Profr(a)

VoBo jefatura

Semana 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Fecha 9-13 nov. 16-20 nov. 23-27 nov. 30-4 dic. 7-11 dic. 14-18 dic. 6-8 ene/16. 11-15 ene 18-22 ene

Planeado (1) 3FS 4DF 4F 4FS 5DF 5F 5FS 6DF 6FS

Real (2)

Observaciones ( 3 )

Firma Profr(a)

VoBo jefatura

Fecha de elaboración ______septiembre del 2015____ ALBERTO COCOM CELAYA _____ ______________________________ ___ING J. BEATRIZ CONTRERAS NAVARRO___Nombre y firma del docente Nombre y firma Presidente de Academia Vo. Bo. Nombre y firma Jefe de la división

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