Curso libreAmbiente, energía y sostenibilidad
Fenómenos del transporte y termodinámica
El curso Fenómenos del transporte y termodinámica proporciona al estudiante herramientas para plantear balances de masa y energía, aplicar las leyes de la termodinámica y describir el transporte de momento, calor y masa en reactores, cuerpos de agua, intercambiadores y tanques de aireación, resolviendo modelos ambientales en hoja de cálculo.
A quién va dirigido
Estudiantes de ingeniería y tecnólogos con bases de cálculo diferencial e integral y física.
Objetivos
✓Comprender el volumen de control, el estado estacionario y las leyes de la termodinámica aplicadas a sistemas ambientales.
✓Analizar mecanismos de transporte de momento, calor y masa mediante viscosidad, ley de Fourier, convección y ley de Fick.
✓Aplicar balances de masa y energía, con y sin reacción química, a reactores y cuerpos de agua en hoja de cálculo.
✓Diseñar un modelo de transferencia de oxígeno en un tanque de aireación a partir de balances de masa y transferencia gas-líquido.
✓Evaluar la eficiencia energética y la dispersión de contaminantes en ríos a partir de resultados de los modelos planteados.
Plan de estudios por sesión
1
Balances de masa y energía: volumen de control y estado estacionarioBalances en reactores y cuerpos de agua; balances con reacción química · Hoja de cálculo para balances
2
Termodinámica aplicada: propiedades de sustancias puras y tablas de vaporPrimera ley: trabajo y calor; segunda ley, entropía y eficiencia · Equilibrio de fases y ley de Henry
3
Transporte de momento y calor: viscosidad, flujo laminar y turbulentoLey de Fourier, conducción, convección y coeficientes de transferencia · Aplicación a intercambiadores de calor
4
Presentación del ejercicio final: modelo de aireación de un tanqueTransporte de masa: ley de Fick, difusión y transferencia gas-líquido en aireación · Dispersión de contaminantes en ríos
Evaluación
Inicial30%Taller de balances de masa y energía en reactores y cuerpos de agua resuelto en hoja de cálculo.
Intermedio30%Problemas de termodinámica con tablas de vapor y ejercicios de conducción y convección en intercambiadores.
Final40%Ejercicio final: modelo de transferencia de oxígeno en un tanque de aireación con balances de masa en hoja de cálculo, sustentado.
Proyecto final
Modelo de transferencia de oxígeno en un tanque de aireación resuelto con balances de masa en hoja de cálculo.