Laboratorio de Transporte de Fluídos y Transmisión de Calor

El objetivo de la materia “Laboratorio de Transporte de Fluidos y Transmisión de Calor” es llevar a la práctica los conocimientos adquiridos en las correspondientes materias de teoría “Transporte de Fluidos” y “Transmisión de Calor”. La finalidad que se persigue es doble, por una parte reforzar y fijar los conocimientos adquiridos en las materias teóricas y, por otra, tomar contacto y estudiar la operación de diversos equipos que el alumnado podrá encontrarse en su futura actividad profesional en la industria química.

Las prácticas a realizar incluyen la aplicación de conceptos básicos de transporte de fluidos y transmisión de calor y el análisis de unidades prácticas de transporte de fluidos y transmisión de calor. Los conocimientos necesarios para abordar dichas prácticas se desarrollan en las materias teóricas "Transporte de fluidos" y "Transmisión de calor" del mismo curso.

Las prácticas disponibles se incluyen dentro de los siguientes cinco grupos:

GRUPO 1. CONCEPTOS BÁSICOS DE TRANSPORTE DE FLUIDOS
Calibrado de un estrechamiento para la medida de caudales de líquido
Calibrado de un estrechamiento para la medida de caudales de gases
Demostración del teorema de Bernouilli

GRUPO 2. CIRCULACIÓN DE FLUIDOS
Planta de fluidos
Flujo de fluidos a través de lechos porosos
Lecho fluidizado
Ensayo de válvulas para líquidos

GRUPO 3. BOMBAS
Estudio de bombas centrífugas
Estudio de una bomba y sus componentes
Bernouilli (efecto Venturi y diafragma). Bombas (curvas características y cavitación)

GRUPO 4. CONCEPTOS BÁSICOS DE TRANSMISIÓN DE CALOR
Aislamiento térmico
Conducción de calor en régimen no estacionario: determinación de propiedades de transporte
Analogía eléctrica de la conducción de calor
Transferencia de calor en dos fases (líquido-vapor)

GRUPO 5. INTERCAMBIADORES DE CALOR
Estudio de un cambiador de calor (I): Doble tubo y placas planas
Estudio de un cambiador de calor (II): Doble tubo, carcasa y tubos, placas planas

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA:

MOTT, R.L. y UNTENER J.A. Mecánica de fluidos. 7ª ed. México: Pearson Educación de México, S.A. de C.V., 2015 y ediciones anteriores. ISBN 978-607-32-3288-3. SINATURA ETSE: A113-3. Existe versión libro electrónico (en español) y eBook (en inglés): ISBN: 9786073232890 (Editorial Pearson)
BERGMAN, LAVINE, INCROPERA y DeWITT. Incropera’s principles of Heat and Mass Transfer, 8th Edition, Ed. Wiley, 2017 y ediciones anteriores. ISBN-13: 978-1119382911. SINATURA ETSE: A115-7

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA:

ÇENGEL, Y.A. Transferencia de calor y masa. 3ª ed. México: McGraw-Hill Interamericana Editores S.A., 2007. ISBN 978-970-10-6173-2. SINATURA ETSE: A114-12
COSTA NOVELLA, E. Ingeniería Química. Vol. 3. Flujo de fluidos. Madrid: Alhambra, 1985. ISBN 84-205-1119-6. SINATURA ETSE: A110-1
HOLMAN, J.P. Transferencia de calor. 8ª ed. (1ª en español). Madrid: McGraw-Hill, Interamericana de España, S.A.U., 1998. ISBN 84-481-2040-X. SINATURA ETSE: A114-5
INCROPERA, F.P., DEWITT, D.P., BERGMAN, T.L. y LAVINE, A.S. Introduction to heat transfer. 5ª ed. USA: John Wiley & Sons, 2007. ISBN 978-0-471-45727-5. SINATURA ETSE: A114-9
KREITH, F., BOHN, M.S. Principios de transferencia de calor. 6ª ed. Madrid: Thomson, 2002. ISBN 84-9732-061-1. SINATURA ETSE: A114-3
LEVENSPIEL, O. Flujo de fluidos e intercambio de calor. Barcelona: Reverté, S.A., 1993. ISBN 84-291-7968-2. SINATURA ETSE: A113-2
PERRY, R.H., GREEN D.N. Y MALONEY J.O. Perry manual del ingeniero químico. 7ª ed., 4ª ed. en español, Madrid: McGraw-Hill/Interamericana de España, S.A.U., 2001 y anteriores. ISBN 84-481-3008-1. SINATURA ETSE: 100-3
WHITE, F.M. Mecánica de fluidos. 6ª ed. Madrid: Mc Graw Hill/Interamericana de España, S.A.U., 2008 y anteriores. ISBN 978-84-481-6603-8. SINATURA ETSE: A113-1
WILKES, J.O. Fluid Mechanics for chemical engineers. London: Prentice Hall PTR, 1999. ISBN 0-13-739897-2. SINATURA ETSE: 113-13

Competencias específicas
CI.1. Conocimientos de termodinámico aplicada y transmisión de calor. Principios básicos y su aplicación a la resolución de problemas de ingeniería.
CI.2. Conocimientos de los principios básicos de la mecánica de fluidos y su aplicación a la resolución de problemas en el campo de la ingeniería. Cálculo de canalizaciones, canales y sistemas de fluidos.
CQ.3.2 Capacidad para el diseño y gestión de procedimientos de experimentación aplicada especialmente para: Sistemas con flujo de fluidos y transmisión de calor

Competencias generales
CG.4 Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la ingeniería química industrial.
CG.5 Conocimientos para la realización de mediciones, cálculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones, estudios, informes, planes de labores y otros trabajos análogos.

Competencias transversales
CT.1 Capacidad de análisis y síntesis
CT.2 Capacidad de organizar y planificar
CT.5 Capacidad de gestión de la información
CT.8 Trabajo en equipo
CT.13 Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica

Por tratarse de una materia experimental, la metodología a seguir para su desarrollo se adecuará a eso. Tal y como se indica en el apartado "Tiempo de estudio y trabajo personal", las actividades formativas incluyen: prácticas de laboratorio, tutorías individualizadas y examen y revisión, que requieren una dedicación por parte del alumnado distribuida en horas presenciales y horas de trabajo personal para preparar las diferentes actividades encomendadas y el examen.

Las sesiones prácticas comenzarán con una sesión conjunta del grupo en la que el/a profesor/a expondrá una serie de cuestiones básicas sobre el desarrollo de la materia:

* Constitución de los equipos de trabajo (2 alumnos por grupo y solo excepcionalmente 3 alumnos por grupo).

* Cada equipo hará un mínimo de 4 prácticas (preferentemente 2 sobre transporte de fluidos y 2 sobre transmisión de calor).

* Directrices básicas acerca del trabajo en el laboratorio (horario, normas, cuestiones de seguridad, trabajo en grupo, etc.).

* Indicaciones para la elaboración de las hojas de cálculo Excel, de la libreta de laboratorio y de la memoria de prácticas.

* Indicaciones sobre la evaluación de la materia.

* Presentación de las plataformas virtuales (Moodle) en las que se incluirán además de los guiones de prácticas, normativa de seguridad y fechas de entrega de la libreta, hojas de cálculo y memoria de prácticas, todos los aspectos sobre la materia previamente mencionados para que queden la disposición del alumnado. Dichas plataformas además podrán ser utilizadas como vía de comunicación profesorado-alumnado.

Las prácticas de laboratorio asignadas a cada equipo se desarrollarán en una serie de etapas que incluyen: preparación de los conceptos teóricos necesarios para el desarrollo de la práctica para lo cual tendrán que acudir a la bibliografía, notas de clase, páginas web, etc. En este punto el profesorado valorará si el alumnado dispone de los conocimientos necesarios para abordar la parte experimental de la práctica y se tiene claro el objetivo de la misma. Tras la parte experimental, el alumnado realizará el tratamiento de los datos obtenidos para lo cual se utilizará la hoja de cálculo.

Las competencias a desarrollar en las sesiones prácticas de laboratorio son las siguientes: CI1, CI2, CT1, CT5, CT8, CT13.
Las competencias a desarrollar en la memoria son: CG4, CG5, CT1, CT5, CT8, CT13.
Las competencias a desarrollar en las tutorías son: CQ.3.2, CG4, CG5, CT1, CT2, CT5, CT13.

La distribución de la cualificación será la siguiente:

* Libreta de laboratorio: 10%
* Hojas de cálculo Excel: 20%
* Memoria de prácticas: 20%
* Examen: 35%
* Trabajo de laboratorio: 10%
* Informe del profesor: 5%

La libreta de laboratorio, que será única por equipo, es responsabilidad de todos los miembros del mismo y contendrá los datos, anotaciones e incidencias observadas en el laboratorio. Deberá redactarse con criterios de claridad, limpieza y redacción científica. Su entrega se realizará el día lectivo siguiente tras la finalización del período de prácticas.

Se elaborará una hoja de cálculo por cada práctica que contendrá los datos experimentales, los cálculos realizados y las representaciones gráficas de la práctica. Su entrega se realizará dentro de los tres días naturales después de la finalización de la práctica correspondiente.

Cada equipo entregará una memoria con dos prácticas realizadas en el laboratorio. La memoria deberá seguir las instrucciones proporcionadas para la elaboración de informes de prácticas. Su entrega se realizará dentro de los 15 días naturales siguientes a la finalización de la segunda práctica a incluir en la memoria.

Se realizará un examen de preguntas cortas en la fecha indicada en el calendario de exámenes del Grado en Ingeniería Química.

El informe del profesor servirá para evaluar la actividad del alumnado en el laboratorio e incluirá aspectos como puntualidad, calidad de la preparación de la práctica antes del inicio de la misma, calidad del trabajo del laboratorio en cuanto a orden y limpieza, aprovechamiento del tiempo en el laboratorio, calidad de los resultados obtenidos, etc.

Las competencias serán evaluadas según se indica a continuación:

Libreta de laboratorio: CQ.3.2, CG.4, CG.5, CT.1, CT.2.
Hojas de cálculo Excel: CI.1, CI.2, CG.4, CG.5, CT.1, CT.2.
Memoria de prácticas: CG.4, CG.5, CT.1, CT.5, CT.8, CT.13.
Examen: CI.1, CI.2, CT.1, CT.5, CT.13.
Informe del profesor: CQ.3.2, CG.4, CG.5, CT.1, CT.2, CT.5, CT.8, CT.13.

El alumnado debe obtener una nota mínima de 3 (sobre 10) en cada una de las partes evaluables (excepto en el informe del profesor). En caso de que no consiga este mínimo, podrá recuperarlo en la segunda oportunidad.

En el caso de no superar la materia en la primera oportunidad, y teniendo realizadas las prácticas de laboratorio, en la segunda oportunidad el alumnado tendrá la opción de recuperar la parte de la materia que no tenga superada.


Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas será de aplicación lo recogido en la Normativa de evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de cualificaciones.

ECTS: 6 (150 h)

Total de horas presenciales en el laboratorio: 51.
Examen, revisión y tutorías: 7
Total de horas de trabajo personal: 92.

Es muy importante tener superadas las materias previas de 2º curso (1º semestre) "Transporte de fluidos" y "Termodinámica aplicada a la Ingeniería Química" y cursar la materia "Transmisión de Calor" que se imparte simultáneamente con esta en el 2º semestre.

* La docencia se impartirá en castellano o gallego.

* El alumnado acudirá provisto de bata de laboratorio y gafas de seguridad.

* En relación a la seguridad y prevención de riesgos laborales para cada una de las prácticas, el alumnado dispone de un manual básico de funcionamiento en el que se reflejan los aspectos más relevantes.

* La admisión y permanencia del alumnado matriculado en el laboratorio de prácticas requiere que estos conozcan y cumplan las normas incluidas en el Protocolo de formación básica en materia de seguridad para espacios experimentales de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería, disponible en el apartado de seguridad de su web, a lo que se puede acceder de la siguiente manera:

1. Accede a tu intranet.
2. Entra en Documentación/Seguridad/Formación.
3. Presiona en "Protocolo de formación básica en materia de seguridad para espacios experimentales”.

Además, se distribuirán y se firmarán los documentos pertinentes de recepción de información relativa a la seguridad al inicio de la primera sesión de prácticas.