Laboratorio de transporte de fluídos e transmisión de calor

O obxectivo da materia "Laboratorio de Transporte de Fluídos e Transmisión de Calor" é levar á práctica os coñecementos adquiridos nas correspondentes materias de teoría "Transporte de Fluídos" e "Transmisión de Calor". A finalidade que se persegue é dobre, por unha parte reforzar e fixar os coñecementos adquiridos nas materias teóricas e por outra, tomar contacto e estudar a operación de diversos equipos que o estudantado poderá atoparse durante a súa futura actividade profesional na industria química.

Experimentación aplicada no ámbito do transporte de fluídos e da transmisión de calor.

As prácticas a realizar inclúen a aplicación de conceptos básicos de transporte de fluídos e transmisión de calor e a análise de unidades prácticas de transporte de fluídos e transmisión de calor. Os coñecementos necesarios para abordar as devanditas prácticas desenvólvense nas materias teóricas "Transporte de fluídos" e "Transmisión de calor" do mesmo curso (3º e 4º semestre, respectivamente).

As prácticas dispoñibles se inclúen dentro dos seguintes cinco grupos:

GRUPO 1. CONCEPTOS BÁSICOS DE TRANSPORTE DE FLUÍDOS
Calibrado dun estreitamento para a medida de caudais de líquido
Calibrado dun estreitamento para a medida de caudais de gases
Demostración do teorema de Bernouilli

GRUPO 2. CIRCULACIÓN DE FLUÍDOS
Planta de fluídos
Fluxo de fluídos a través de leitos porosos
Leito fluidizado
Ensaio de válvulas para líquidos

GRUPO 3. BOMBAS
Estudo de bombas centrífugas
Estudo dunha bomba e as súas compoñentes
Bernouilli (efecto Venturi e diafragma). Bombas (curvas características e cavitación)

GRUPO 4. CONCEPTOS BÁSICOS DE TRANSMISIÓN DE CALOR
Illamento térmico
Condución de calor en réxime non estacionario: determinación de propiedades de transporte
Analoxía eléctrica da condución de calor
Transferencia de calor en dúas fases (líquido-vapor)

GRUPO 5. INTERCAMBIADORES DE CALOR
Estudo dun cambiador de calor (I): Dobre tubo e placas planas
Estudo dun cambiador de calor (II): Dobre tubo, carcasa e tubos, placas planas

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA:

INCROPERA, F.P. y DEWITT, D.P. Fundamentos de Transferencia de Calor. 4ª Ed. Mexico: Prentice Hall Hispanoamericana, 1999. ISBN: 970-17-0170-4 (español). SIGNATURA ETSE: A114 17, A114 17A
MOTT, R.L. y UNTENER J.A. Mecánica de fluidos. 7ª ed. México: Pearson Educación de México, S.A. de C.V., 2015 e edicións 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)

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA:
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
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

Coñecementos ou contidos:
Con05: Coñecementos e principios básicos de termodinámica aplicada ou transmisión de calor e a súa aplicación á resolución de problemas de enxeñería.
Con06: Coñecementos dos principios básicos da mecánica de fluídos e a súa aplicación á resolución de problemas no campo da enxeñería. Cálculo de tubaxes, canles e sistemas de fluídos.

Habilidades ou destrezas:
H/D01: Traballo en equipo.
H/D02: Comunicación oral e escrita en linguas propias e algunha estranxeira.
H/D05: Capacidade para aplicar os coñecementos na práctica.

Competencias:
Comp06: Capacidade para o deseño e xestión de procedementos de experimentación aplicada especialmente para: A determinación de propiedades termodinámicas e de transporte, e modelado de fenómenos e sistemas no ámbito da enxeñería química ou sistemas con fluxo de fluídos, transmisión de calor ou operacións de transferencia de materia ou cinética das reaccións químicas e reactores.
Comp08: Capacidade de resolver problemas con iniciativa, toma de decisións, creatividade, razoamento crítico e de comunicar e transmitir coñecementos, habilidades e destrezas no campo da Enxeñería Industrial.

A metodoloxía para o desenvolvemento desta materia adecúase ao seu carácter experimental. Tal e como se indica no apartado "Tempo de estudo e traballo persoal", as actividades formativas inclúen: prácticas de laboratorio, titoría en grupo reducido e exame e revisión, que requiren unha dedicación por parte do estudantado distribuída en horas presenciais e horas de traballo persoal para preparar as diferentes actividades encomendadas e o exame.

As sesións prácticas comezarán cunha sesión conxunta do grupo, na que o/a profesor/a expoñerá unha serie de cuestións básicas sobre o desenvolvemento da materia:
* Constitución dos equipos de traballo (preferentemente 3 ou 2 estudantes por grupo).
* Cada equipo fará un mínimo de 4 prácticas (preferentemente 2 sobre transporte de fluídos e 2 sobre transmisión de calor).
* Directrices básicas para o traballo no laboratorio (horario, normas, cuestións de seguridade, traballo en grupo etc.).
* Indicacións para a elaboración das follas de cálculo Excel e do caderno de laboratorio.
* Indicacións sobre a avaliación da materia.
* Presentación das plataformas virtuais (Moodle) nas que se incluirán ademais dos guións de prácticas, normativa de seguridade e datas de entrega do caderno e follas de cálculo, todos os aspectos sobre a materia previamente mencionados para que queden ao dispor do estudantado. Ditas plataformas ademais poderán ser utilizadas como vía de comunicación profesorado-estudantado.

As prácticas de laboratorio asignadas a cada equipo desenvolveranse nunha serie de etapas que inclúen: preparación dos conceptos teóricos necesarios para o desenvolvemento da práctica para o que terán que acudir á bibliografía, notas de clase, páxinas web, etc. Neste punto o profesorado valorará se o estudantado dispón dos coñecementos necesarios para abordar a parte experimental da práctica e tense claro o obxectivo da mesma. Tras a parte experimental, os estudantes realizarán o tratamento dos datos obtidos para o que se utilizará a folla de cálculo.

As competencias para desenvolver nas sesións prácticas de laboratorio son as seguintes: H/D01, H/D05, COMP06, COMP08, CON05, CON06
As competencias para desenvolver no caderno de laboratorio son: H/D02, H/D05, COMP08
As competencias para desenvolver na titoría son: COMP06, COMP08, H/D02, H/D05

A distribución da cualificación será a seguinte:
* Caderno de laboratorio: 20%
* Follas de cálculo Excel: 20%
* Exame: 40%
* Traballo de laboratorio: 20%

O caderno de laboratorio, que será única por equipo, é responsabilidade de todos os membros do equipo e conterá os datos experimentais que se consideren relevantes, anotacións e incidencias observadas no laboratorio, así como a discusión de resultados unha vez procesados os datos en folla de cálculo. Deberá redactarse con criterios de calidade, limpeza e redacción científica. A súa entrega realizarase dentro dos tres días lectivos posteriores á finalización do período de prácticas.

Elaborarase unha folla de cálculo por cada práctica que conterá os datos experimentais, os cálculos realizados e as representacións gráficas correspondentes resultado do tratamento dos datos. A súa entrega realizarase dentro dos tres días lectivos despois da finalización da práctica correspondente.

Cada estudante debe obter unha nota mínima de 3,5 (sobre 10) en cada unha das partes avaliables. No caso de que non consiga este mínimo en algunha parte avaliable, excepto a correspondente ao Traballo de laboratorio, poderá recuperalo na segunda oportunidade. O Traballo de laboratorio que non alcance a nota mínima indicada non é recuperable no mesmo curso.

No caso de non superar a materia na primeira oportunidade, e tendo realizadas as prácticas de laboratorio, na segunda oportunidade o estudantado terá a opción de recuperar a parte da materia que non teña superada; excepto o Traballo de laboratorio, que non é recuperable no mesmo curso.

En cada oportunidade, no caso de que o estudante non alcance dita nota mínima en algunha parte avaliable, a súa nota final da materia corresponderase coa da parte na que non alcanzou a nota mínima.

Dado o carácter experimental da materia, considérase obrigatoria a asistencia á clase, sendo preceptiva para poder presentarse tamén ao exame. Ademais é importante xustificar as faltas segundo o que sinala o regulamento de asistencia a clase da USC. Noutro caso, o estudante considerarase como Non Presentado, nas dúas oportunidades do mesmo curso.

Realizarase un exame de preguntas curtas na data indicada segundo o calendario de exames do Grao en Enxeñería Química.

As competencias serán avaliadas segundo indícase a continuación:

Caderno de laboratorio: COMP06, COMP08, H/D01, H/D02, H/D05
Follas de cálculo Excel: CON05, CON06, COMP08
Traballo de laboratorio: H/D01, H/D02, H/D05, COMP06, COMP08
Exame: CON05, CON06, H/D05

Para os casos de realización fraudulenta de exercicios ou probas será de aplicación o recolleito na Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudantes e de revisión de cualificacións.

ECTS: 6 (150 h)

Docencia interactiva de laboratorio (total de horas presenciais no laboratorio): 51
Titoría en grupo reducido: 1
Exame e revisión: 4
Traballo persoal do estudantado: 94

É moi importante ter superadas as materias previas de 2º curso (3º semestre) "Transporte de fluídos" e "Termodinámica aplicada á Enxeñería Química" e cursar a materia "Transmisión de Calor" que se imparte simultaneamente con esta no 4º semestre.

A docencia impartirase en castelán e inglés.

* O estudantado acudirá provisto de bata de laboratorio e lentes de seguridade.
* En relación á seguridade e prevención de riscos laborais para cada unha das prácticas, o estudantado dispón dun manual básico de funcionamento no que se reflicten os aspectos máis relevantes.
* A admisión e permanencia do estudantado matriculado no laboratorio de prácticas require que estes coñezan e cumpran as normas incluídas no Protocolo de formación básica en materia de seguridade para espazos experimentais da Escola Técnica Superior de Enxeñaría, dispoñible no apartado de seguridade da súa web ao que se pode acceder do seguinte xeito:

1. Accede á intranet da ETSE.
2. Entra en Goberno e Xestión/Equipo decanal/Seguridade/Formularios para a docencia
3. Prema en "Protocolo de formación básica en materia de seguridade para espazos experimentais”.

*Ademais, distribuiranse e asinaranse os documentos pertinentes de recepción de información relativa á seguridade ao inicio da primeira sesión de prácticas.

Farase uso do Campus Virtual e utilizaránse follas de cálculo de Excel.