Fenómenos de transporte

Obxectivo:
O obxectivo desta materia é o estudo, de forma conxunta, dos Fenómenos de Transporte de cantidade de movemento, enerxía e materia, os cales constitúen a base teórica que axuda a comprender moitas das transformacións que se producen na industria. Os fenómenos de transporte son de interese en novos campos de investigación como a biotecnoloxía, a microelectrónica, a nanotecnoloxía e a ciencia dos polímeros.

Resultados da aprendizaxe:
O obxectivo da selección dos contidos deste curso é introducir os elementos da materia que os alumnos deste nivel formativo deben coñecer para deducir as ecuacións de balance dun proceso en estudo, é dicir, as expresións matemáticas que relacionan entre si os factores que interveñen neste proceso, para tratar de prever a súa evolución. Os contidos que se traballan permiten establecer as ferramentas necesarias para a posterior análise de diversos procesos de transporte e as súas propiedades.

TEMA 1 - TRANSPORTE DE MOMENTO, ENERXÍA E MASA
Interés do estudo dos fenómenos de transporte. Leis constitutivas dos procesos de transporte: leis de Newton, Fourier e Fick. Dimensionalización das leis constitutivas. Variación das propiedades de transporte coa presión e temperatura. Diagramas de estado correspondentes. Fluxo convectivo e turbulento. Propiedades do transporte na proximidade do punto crítico.
TEMA 2 - TRANSPORTE DE MOMENTO EN FLUIDOS NON NEWTONIANOS
Líquidos non newtonianos: consideracións xerais. Comportamento non newtoniano con efecto memoria. Caracterización de fluídos non newtonianos. Efectos prácticos do comportamento non newtoniano dos fluídos. Influencia do comportamento non newtoniano no transporte de materia e enerxía.
TEMA 3 - AS PROPIEDADES DE TRANSPORTE DESDE UN ENFOQUE TÉCNICO
Determinación da viscosidade de fluídos newtonianos e non newtonianos. Determinación da condutividade térmica. Determinación do coeficiente de difusión. Determinación das propiedades de transporte a alta presión: últimos avances e retos futuros.
TEMA 4 - MODELOS DE ESTIMACIÓN DE PROPIEDADES DE TRANSPORTE
Estimación de propiedades empregando mecánica estatística. Análise das leis Fick, Newton e Fourier en gases diluídos. Teoría rigorosa de Chapman-Enskog. Estimación de viscosidade para gases diluídos e densos. Viscosidade de líquidos: modelo de esferas duras, modelo de Eyring, volume libre e teoría de fricción. Estimación da condutividade de gases diluídos e densos. Condutividade caloríficade líquidos: modelo de esfera dura, modelo de Bridgman e ecuación de Latini. Teoría da fricción. Estimación do coeficiente de difusión de gases diluídos e densos. Relación Stokes-Einstein. Escalado termodinámico.
TEMA 5 - DISTRIBUCIÓN DA VELOCIDADE, ENERXÍA E CONCENTRACIÓN
Saldos no momento de: condicións límite. Fluxo dunha película que cae. Flúe a través dun tubo circular nunha coroa circular. Fluxo contiguo de dous fluídos inmiscibles. O fluxo reptante a través dunha esfera sólida. Balances de enerxía aplicados a unha envoltura: condicións límite. Condución de calor con fonte de calor eléctrica, nuclear, viscosa e química. Condución de calor a través de paredes compostas. Suma de resistencias. Condución de calor nunha aleta de arrefriamento. Convección libre. Balances de materia aplicados a unha envoltura: condicións límite. Difusión a través dunha película de gas estancada. Difusión nunha película líquida descendente: transferencia de materia por convección forzada.
TEMA 6 - ECUACIONS DE CONSERVACIÓN DE MOMENTO, ENERXÍA E MASA
Ecuacións de conservación de sistemas isotérmicos. Ecuacións de conservación para sistemas non isotérmicos. Ecuacións de conservación de sistemas multi-compoñentes. Transporte de materia en sistemas multicomponentes. Ecuacións de Maxwell-Stefan. Analoxías entre o transporte de enerxía, materia e cantidade de movemento.

- Transport Phenomena. R.B. Bird y W.E. Steward. Ed Reverte (2007)
- Transport Phenomena: a unified approach. (II). R.S. Brodkey y H.C. Hershey. Brodkey Pub. (2003)
- Analysis of Transport Phenomena. W.M. Deen. Oxford Univ. Press (1998)
- Molecular Dynamics of Glass-Forming Systems. G. Floudas, M Paluch A. Grzybowski y K.L. Ngai.
Springer (2011)
- Transport Propertiesof Fluids. Their Correlation, Prediction and Estimation. J. Millat, J. Dymond y J.H.
Nieto de Castro. Ed. IUPAC /Cambridge Univ. Press (2005)
- The Essentials of Transport Phenomena. (I y II). Research and Education Association Staff (1987)
- Advanced Transport Phenomena. J.C. Slattery Cambridge Univ. Press (1999)
- Transport Phenomena. H. Smith y H.H. Jensen. Clarendon Press (1989)

COMPETENCIAS BÁSICAS E XERAIS
CB6 - Posuír e comprender coñecementos que aporten unha base ou oportunidade de ser orixinais no desenvolvemento e/ou aplicación de ideas, a miúdo nun contexto de investigación
CB7 - Que os estudantes saiban aplicar os coñecementos adquiridos e a súa capacidade de resolución de problemas en contornas novas ou pouco coñecidas dentro de contextos máis amplos (ou multidisciplinares) relacionados coa súa área de estudo
CB8 - Que os estudantes sexan capaces de integrar coñecementos e enfrontarse á complexidade de formular xuízos a partir dunha información que, sendo incompleta ou limitada, inclúa reflexións sobre as responsabilidades sociais e éticas vinculadas á aplicación dos seus coñecementos e xuízos
CB9 - Que os estudantes saiban comunicar as súas conclusións e os coñecementos e razóns últimas que as sustentan a públicos especializados e non especializados dun modo claro e sen ambigüedades
CB10 - Que os estudantes posúan as habilidades de aprendizaxe que lles permitan continuar estudando dun modo que haberá de ser en gran medida autodirigido ou autónomo.
CG01 - Adquirir a capacidade de realizar traballos de investigación en equipo.
CG02 - Ter capacidade de análise e de síntese.
CG03 - Adquirir a capacidade para redactar textos, artigos ou informes científicos conforme aos estándares de publicación.
CG04 - Familiarizarse coas distintas modalidades usadas para a difusión de resultados e divulgación de coñecementos en reunións científicas.
CG05 - Aplicar os coñecementos á resolución de problemas complexos.
COMPETENCIAS TRANSVERSAIS
CT01 - Capacidade para interpretar textos, documentación, informes e artigos académicos en inglés, idioma científico por excelencia.
CT02 - Desenvolver a capacidade para a toma de decisións responsables en situacións complexas e/ou responsables.
COMPETENCIAS ESPECÍFICAS
CE12 - Proporcionar unha formación especializada, nos distintos campos que abarca a Física Fundamental: desde a física medioambiental, a física de fluídos ou a acústica ata fenómenos cuánticos e de radiación coas súas aplicacións tecnolóxicas, médicas, etc.
CE13 - Dominar ferramentas interdisciplinares, tanto a nivel teórico como experimental ou computacional, para desenvolver con éxito calquera actividade de investigación ou profesional enmarcada en calquera campo da Física.

A materia Fenómenos de Transporte contará cunha aula virtual asociada no Campus Virtual da USC. Antes do comezo das clases, o programa detallado da materia, a bibliografía básica e complementaria estará a disposición dos estudantes na Aula Virtual.
a) Clases expositivas:
A profesora expoñerá os contidos teóricos de cada tema para servir de guía para a aprendizaxe autónoma dos/das estudantes. Na Aula Virtual publicarase o material dixital empregado pola profesora durante as sesións maxistrais.
b) Clases de seminarios:
Traballaranse xunto co alumnado publicacións científicas actuais (indexadas no Journal Citation Report (JCR)), tanto teóricas coma experimentais, sobre os contidos tratados na materia. As publicacións científicas estarán a disposición dos estudantes con anterioridade a través da Aula Virtual. O obxectivo é que os/as estudantes teñan coñecemento sobre as investigacións que se están a realizar actualmente e a nivel internacional no marco dos Fenómenos de Transporte.
c) Portafolio dixital:
Na primeira clase presencial, explicarase aos alumnos que é un portafolio e que obxectivos se pretenden acadar. A profesora mostrarán algún modelo de portafolio comentando os seus puntos fortes e débiles. Está previsto que os estudantes xestionen bibliografía con evidencias científicas actuais. Os/as estudantes realizarán varias comunicacións orais ao longo do curso nos que deberán mostrar a evolución da seu portafolio.
d) Titorías individuais:
Prestarase atención individualizada as persoas que o precisen.

A nota final dos/das estudantes na materia é a suma das cualificacións obtidas polo seu rendemento ao longo do curso, nas seguintes actividades:
EVAL 1. Asistencia participativa a clases expositivas e interactivas (peso global 25%)
EVAL 2. Elaboración e presentacións do portafolio (peso global 75%)
Para aprobar o curso, os estudantes terán que asistir ás clases expositivas e interactivas e realizar as presentacións e a entrega do portafolio.
Excepcionalmente poderase realizar un exame de materia, na data fixada polo centro, para avaliar aos alumnos que non asisten ás clases ou que non entreguen o portafolio en tempo e forma.

Para os casos de realización fraudulenta dalgunha das activades propostas ou do exame (de ser o caso), aplicarase o disposto no “Regulamento para a avaliación de dous rendementos académicos e a revisión das cualificacións”.

20 h de asistencia a clases presenciais, 10 h de asistencia a seminarios, 1 hora de asistencia a titorías, en canto ao traballo non presencial estímanse 44 h de estudo autónomo e realización de traballos. O número total de horas é polo tanto 75.

Considérase fundamental a asistencia a clase como forma de comprender e asimilar o contido da materia. Con respecto ás horas de dedicación non presencial, estímase que o alumno que asistiu a clase deberá investir polo menos tres horas semanais para afianzar os coñecementos mediante a resolución de problemas e a revisión da bibliográfica proposta para consolidar os coñecementos adquiridos. Ademais, recoméndase aos alumnos que fagan uso das horas de titorías para a resolución de dúbidas ou aclaración de conceptos.