Fluidotèrmia

ENGINYERIA INDUSTRIAL
FLUIDOTÈRMIA
Guia de l’assignatura
ENGINYERIA INDUSTRIAL
25104 Fluidotèrmia. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A d edata 8/06/05
1
Crèdits: 7.5 (4.5 Teoria, 1.5 Problemes, 1.5 Laboratori)
Crèdits ECTS: 6
Tipus Optativa
Coordinador: ANDRÉS NAVARRO
Altres Professors: MIQUEL TORRENT, JOSÉ LUÍS MENDOZA
Departament: Mecànica de Fluids
Presentació
Coneixements previs
Mecànica de Fluids
Camps professionals
Enginyeria Industrial (fluids i energètica), enginyeria ambiental, enginyeria de processos.
Relació amb altres assignatures
Transport de Calor y Massa, Projectes de Fluidotèrmia, Tecnologia Energètica (Fonts d’Energia)
Objectius generals
Introduir les aplicacions tecnològiques més importants, del flux i transport de calor i massa en
Mecànica de Fluids, especialment al camp dels mitjans porosos, i amb aplicacions a l'Enginyeria
Industrial. En les dites aplicacions s'analitzen distints processos industrials, així com les
característiques bàsiques de càlcul dels equips més empleats.
Temari
Mòdul 1. Flux i transport en mitjans porosos
1.- Introducció als Mitjans Porosos.
Continguts: propietats, equacions fonamentals, el cicle hidrològic i les aigües subterrànies, el flux al
terreny, difusió molecular.
2.- Dispersió hidrodinàmica.
Continguts: concepte i equació de transport (ADE), solucions analítiques, transport de calor i massa
en mitjans porosos.
ENGINYERIA INDUSTRIAL
25104 Fluidotèrmia. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A d edata 8/06/05
2
Mòdul 2. aplicacions industrials del flux i transport en mitjans porosos
1.- Absorció i equips d’absorció.
Continguts: Absorció física i química. Models matemàtics. Aplicacions. Transport reactiu.
2.- Introducció a la filtració.
Continguts: Filtració de líquids. Llits de sorra. Filtració de gasos. Filtres de teixit. Filtració al terreny.
3.- Absorció i equips d'absorció.
Continguts: Models fenomenològics. Desorció o “Stripping”. Reactors de llit empaquetat. Descripció.
Equacions bàsiques. Dimensionamient d'equips.
Mòdul 3. Aplicacions tèrmiques i energètiques
1.- Energia Geotèrmica.
Continguts: Origen. Centrals Geotèrmiques. Explotació de l'Energia Geotèrmica. Modelització de
sistemes Geotèrmics.
2.- Flux i transport en mitjans turbulents.
Continguts: Introducció. Equacions mitjanades. Rajos i plomalls. Aplicacions en fluids compressibles
(càlcul de xemeneies).
3.- Turbulència i fluids incomprensibles.
Continguts: Rajos: equacions bàsiques. Dispersió en canals. Disseny d'emissaris submarins.
4.- Energia Hidràulica.
Continguts: Vessament superficial. Mètodes
hidroelèctriques. Tipus bàsics de turbines.
d'aforament.
Hidrologia
estadística.
Centrals
Mòdul 4. Instal·lacions
10.- Disseny d'instal·lacions fluidotérmicas de captació i transport de fluids.
Continguts: Tipus d'instal·lacions. Punt de funcionament d'una instal·lació. Criteris de càlcul i disseny.
Aplicacions pràctiques.
Objectius específics dels mòduls
n
Mòdul 1. Flux i transport en mitjans porosos
Introduir els conceptes bàsics i propietats que governen el flux i transport en medis porosos
n
Mòdul 2. Aplicacions Industrial
Abordar les aplicacions industrials i ambientals més importants dels medis porosos.
n
Mòdul 3. Aplicacions tèrmiques i energètiques
Estudiar les característiques i el funcionament de sistemes energètics geotèrmics i hidràulics.
n
Mòdul 4. instal·lacions
Abordar el funcionament d’instal·lacions industrials fluidotèrmiques.
ENGINYERIA INDUSTRIAL
25104 Fluidotèrmia. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A d edata 8/06/05
3
Metodologia de treball
L'assignatura s'organitza en classes de teoria (3h/setmana), classes de problemes (1h/setmana) i
classes pràctiques (2h/15 dies), on s'apliquen i/o visualitzen els conceptes i fenòmens estudiats a les
classes de teoria.
Sessions teoria, problemes
n
Sessió presencial 1: Teoria (2 sessions/setmana) 3hores/setmana
n
Sessió presencial 2: Problemes (1 sessió/setmana) 1hora/setmana
n
Sessió presencial 3: Pràctiques (1 sessió/2 setmanes) 2 hores/setmana
Pràctiques, laboratoris
n Pràctica 1: Flux en medis porosos
n Pràctica 2: Filtres de sorra. Recarrega artificial
n Pràctica 3: Modelització del transport de massa en medis porosos
n Pràctica 4: Experimentació amb una columna de relleno
n Pràctica 5: Simulació d’emissaris submarins
n Pràctica 6: Assaig de “Soil Vapor Extraction”.
n Pràctica 7: Dimensionament d’un sistema de bombeig d’aigua subterrània
Organització en mòduls i temps de dedicació de l’estudiant
Mòdul
Mòdul 1: Flux i transport en mitjans porosos
Mòdul 2: Aplicacions Industrials
Mòdul 3: Aplicacions tèrmiques i energètiques
Mòdul 4: Instal·lacions
Temps de
Classe
20 hores
14hores
28 hores
12hores
Temps
d’estudi
20 hores
14 hores
28 hores
12 hores
Materials
Bibliografia bàsica
Virto, L. Mecánica de Fluidos: Fundamentos II. Ed. Politex. UPC (1995).
Bear, J. Dynamics of fluids in porous media. Elsevier (1988).
Kaviany, M. Principles of Heat Transfer in Porous Media. Ed. Springer-Verlag (1995).
Temps
total
40 hores
28 hores
56 hores
24 hores
ENGINYERIA INDUSTRIAL
25104 Fluidotèrmia. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A d edata 8/06/05
4
Mc Cabe, W.L.; Smith, J.C. y Harriot, P. Operaciones unitarias en Ingeniería Química, McGraw-Hill
(1998).
Bibliografia complementària
Instituto de La Energía de España, Energía Geotérmica. IGME, Madrid (1984).
De Lora, F., Miro, J. Técnicas de Defensa del Medio Ambiente, Vols 1 y 2. Ed. Labor (1978).
Perry, R.H. y Green, D.W. Perry´s Chemical Engineering Handbook, Ed. McGraw-Hill (1997).
Custodio, E. Y Llamas, M.R. Hidrología Subterránea, Ed. Omega, Barcelona, 2 vol. (1983).
Avaluació
Una prova final (50%), una avaluació de pràctiques (20%), elaboració i defensa en públic d'un tema
específic (30%).
Entrega pràctiques: 7 dies després de la realització.