2015 I Programa Manejo de Fluidos y S lidos

Escuela de
Ingeniería
Química

Facultad
de Ingenierías
Físico Químicas

27538 MANEJO DE FLUIDOS Y SÓLIDOS
(V SEMESTRE)
Intensidad horaria semanal: 12 h
Trabajo con acompañamiento directo del docente: 4 h
Trabajo independiente del estudiante: 8 h
Número de créditos: 4
Profesor:
Julio Andrés Pedraza Avella, Of. 220
Email: julio.pedraza@correo.uis.edu.co
JUSTIFICACIÓN:
Todos los procesos deingeniería química requieren el manejo de fluidos o sólidos, tanto para la utilización de las materias
primas como para la manipulación de los productos. En esta asignatura se examina el transporte de líquidos y gases desde
una perspectiva macroscópica y se presenta una introducción a las operaciones unitarias para el procesamiento de sólidos.
Además de los conceptos teóricos, se exponen los equiposindustriales empleados con estos fines y se señalan los criterios
prácticos para su selección y dimensionamiento.

PROPÓSITO DE LA ASIGNATURA:
Ofrecer al estudiante herramientas físicas y matemáticas para estudiar los sistemas de transporte de fluidos y manejo de
sólidos, favorecer la construcción de conocimientos en el área de ingeniería y promover experiencias de formación que
permitan a losestudiantes acercarse a la industria.
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE:
Con el desarrollo de esta asignatura se espera que el estudiante logre:
 Aplicar los principios de estática y dinámica de fluidos, las leyes que rigen la propagación de las ondas mecánicas, los
balances macroscópicos de materia, energía y cantidad de movimiento y los conceptos de estructura y propiedades de
los materiales al diseño desistemas de transporte de fluidos y manejo de sólidos, utilizando los métodos matemáticos
y las herramientas computacionales convenientes.
 Identificar las variables de diseño y operación de los equipos para el manejo de fluidos y sólidos.
 Seleccionar el equipo más apropiado para una aplicación determinada desde una perspectiva teórico-práctica.
 Adquirir elementos para el análisis microscópico delos fenómenos de transporte, la síntesis de procesos y el control
de procesos.
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CONTENIDOS:
1.

INTRODUCCIÓN A LA MECÁNICA DE FLUIDOS
(MOTT, Mecánica de fluidos, Caps. 1 al 6; ÇENGEL & CIMBALA, Mecánica de fluidos, Caps. 1 al 5 y Sec. 8-8.)

1.1.

Definición de fluido. Clasificación de los fluidos: incompresibles (líquidos, gases a bajas velocidades) y compresibles
(gases a altas velocidades).Tipos de fluidos: fluidos newtonianos, fluidos no newtonianos independientes del tiempo
(pseudoplásticos, dilatantes y viscoplásticos), fluidos no newtonianos dependientes del tiempo (tixotrópicos y
reopécticos) y fluidos viscoelásticos. Propiedades de los fluidos: densidad (densidad de masa), peso específico
(densidad de peso), gravedad específica (densidad relativa), viscosidad dinámica(viscosidad absoluta), viscosidad
cinemática (viscosidad relativa), viscosidad aparente, tensión superficial, tensión interfacial, capilaridad, mojabilidad,
presión de vapor, calor específico, coeficiente de compresibilidad. Instrumentos para medir la densidad, la viscosidad,
la tensión superficial o interfacial y el ángulo de contacto.

1.2.

Estática de fluidos: presión absoluta (presión real), presiónrelativa (presión manométrica y presión de vacío) y
presión atmosférica. Instrumentos para medir la presión relativa (manómetros y vacuómetros) y la presión
atmosférica (barómetros). El principio de Pascal. El principio de Arquímedes. El principio de los vasos comunicantes.
La prensa hidráulica.

1.3.

Dinámica de fluidos: El principio de Bernoulli. El teorema de Torricelli. El efecto Venturi.Instrumentos para medir
el flujo volumétrico y el flujo másico.

1.4.

Tópicos complementarios: Reología de fluidos no newtonianos: pseudoplásticos y dilatantes (modelos de dos
parámetros: modelo de Ostwald-de Waele o ley de la potencia, modelo de Prandtl-Eyring; modelos de tres
parámetros: modelo de Ellis, modelo de Reiner-Philippoff), viscoplásticos (modelos de dos parámetros: modelo de
Bingham;...