Fundamentos procesos quimicos

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FUNDAMENTOS DE PROCESOS INDUSTRIALES

WILLIAM ANDRÉS OCAMPO DUQUE
INGENIERO QUÍMICO, MSc.

SANTIAGO DE CALI
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA
FACULTAD DE INGENIERÍA
2002

Introducción

Este documento pretende centralizar los conceptos básicos planteados en el curso de Procesos y Equipos dictado a los Estudiantes de la carrera de Ingeniería Industrial, materia que es abordada luego delcurso de Termodinámica.

Procesos y Equipos está dividida de acuerdo a tres grandes áreas de la ingeniería, a saber la mecánica de fluidos, los balances de materia y energía y la transferencia de calor. Cada una de estas áreas es por sí misma al menos una materia semestral en los planes de estudio de ingeniería mecánica o química; por tal razón tienen una amplísima bibliografía y un nivel deprofundización considerable.

Como el propósito de la materia para el plan de estudios de Ingeniería Industrial es impartir los conceptos fundamentales sobre la ingeniería de los procesos industriales, se hace necesario condensar la información encontrada en la literatura, con la idea de manejar un único texto para el curso, pues de otra manera su objetivo puede dispersarse en los textosdedicados exclusivamente a cada área. Así, siguiendo esta carta de navegación, el estudiante puede revisar otros textos y aprovecharlos mejor.

El capítulo 1 presenta los conceptos básicos de la industria de procesos, su clasificación, su entorno económico y su impacto ambiental. Se hace especial énfasis en el papel de la ingeniería en el control de la contaminación del ambiente. También se muestranlas principales operaciones unitarias de los procesos y la forma de representar procesos esquemáticamente.

El capítulo 2 explora las variables de proceso, haciendo hincapié en el uso del sistema internacional de unidades y en la importancia del análisis dimensional. El capítulo 3 expone los conceptos básicos de la mecánica de fluidos: la ecuación hidrostática, la ecuación de Bernoulli, laecuación de energía aplicada en fluidos y los métodos de calcular pérdidas en tuberías y accesorios.

El capítulo 4 es una descripción de los balances de materia en procesos industriales. Se hace énfasis sólo en las transformaciones físicas. En el capítulo 5 se presenta la forma general de los balances de energía y sus aplicaciones en equipos de transformaciones físicas; también se presenta brevementeun punto de vista global de la problemática mundial actual de la energía y los efectos ambientales involucrados.

En el capítulo 6 se realiza un estudio detallado de operaciones de humidificación y secado, que involucra los conceptos de los dos capítulos anteriores. Se estudian estos fenómenos, enfatizando en los procesos de acondicionamiento de aire, ya que son de uso común en la industria yen la vida cotidiana.

El capítulo 7 expone los aspectos básicos de la transferencia de calor, mostrando el uso de las leyes de conducción, convección y radiación aplicada a equipos de proceso.

Finalmente, en el capítulo 8 se exponen algunos conceptos teóricos acerca del comportamiento de los materiales sólidos en la industria, pues a lo largo del curso se encuentran ejemplos que manejan lasfases fluidas (líquida y gaseosa) principalmente; con esto se logra abarcar un conocimiento general de los principales estados macroscópicos de la materia.

Deseo que encuentren agradable la lectura de este documento y que sirva de eficaz ayuda en el estudio de estas emocionantes áreas de la tecnología, las cuales han sido y siguen siendo de mucha utilidad en el mejoramiento de la calidad devida de todos. Bienvenidos.


1 Conceptos Generales

1.1 Lo que hacen los ingenieros de procesos.

Alguien dijo una vez: “Los científicos hacen que se conozcan las cosas; los ingenieros hacen que las cosas funcionen”. Este axioma está bien ilustrado por el afortunado descubrimiento accidental y el tortuoso desarrollo del teflón. En los primeros meses de 1928, Anthony Benning, jefe de...
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