PROGRAMA ANALITICO

UNIDAD  1: Conducción en régimen estacionario.

Formas de transformación de calor. Conducción, convección, radiación. Relaciones entre sí. Predominio. Ejemplos. Naturaleza de cada proceso. Régimenes de cada proceso estacionarios y transitorios. Campo de temperaturas. Isotermas, líneas de flujo, gradiente. Ley de Fourier. Conductividad térmica. Función de la temperatura para gases, líquidos y salidos. Influencia de la presión. Ecuación general de conductividad. Difusividad térmica. Fuente interna de calor. Régimen unidimensional y bidimensional. Analogía eléctrica para pared m£ltiple. Resistencia, potencial térmico y flujo de calor. Factor de forma. Aplicación. M‚todos de cálculo numérico. M‚todo de relajación. Analogía eléctrica bidimensional.

 

UNIDAD  2: Conducción en régimen transitorio.

Sólidos de temperatura uniforme. Aplicabilidad de tal hipótesis. Números adimensionales, concepto, utilidad. N§ de Biot, N§ de Fourier. Conducción en un salido semi - infinito. Variación de la temperatura en función del tiempo y profundidad para condiciones no convectivas. Pared plana de caras paralelas. Hipótesis de desarrollo de la teoría. Curvas de temperatura para casos extremos. Sistemas tridimensionales. M‚todos de cálculo numérico. Planteo esquemático de ecuaciones. Intervalos espaciales y temporales. Su elección.

 

UNIDAD  3: Fundamentos de convección.

Ley de Newton. Coeficiente de transmisión superficial del calor. Par metros de quien depende. Convección natural y forzada. En una fase o en dos fases. Flujo viscoso. Viscosidad din mica y cinemática. Dependencia con la temperatura y presión para líquidos y gases. Capa limite hidrodinámica. Placa plana. Numero de Reynolds. Caudal másico. Flujo másico. Escurrimiento forzado por el interior de tubos. Flujo en desarrollo. Perfil de velocidad. Flujo laminar y turbulento. Forma de transferencia de calor para cada caso. Capa limite térmica. Ecuaciones diferenciales de la convección. Concepto. Números de criterio, de Nusselt, de Prandlt.

 

UNIDAD  4: Convección forzada en fluidos de una sola fase.

Placa plana. Régimen laminar. Perfil de velocidades en la capa límite hidrodinámica. Idem r‚gimen turbulento. Ecuaciones empíricas. Tubos. Convección interior. Flujo laminar. Flujo isotérmico. Flujo turbulento. Di metro hidráulico. Di metro equivalente. Temperatura media logarítmica.

Flujo de transición. Permanencia. Convección exterior en tubos con flujo transversal. Coeficiente local. Líneas de corriente.

Variación de la turbulencia y el  nulo de ataque. Banco de tubos. Pasos longitudinal y transversal. Velocidad máxima. Pérdida de carga.

 

UNIDAD  5: Convección natural en flujos de una sola fase.

 Coeficiente de expansión térmica. Numero de Grashof. Placa plana vertical. Perfil de temperaturas y velocidades en r‚gimen laminar. Dimensión característica. Régimen turbulento. Generalización de datos. Convección en espacios cerrado. Factor de convección. Convección natural y forzadas combinadas. Gráficos de regímenes. Interior en tubos verticales. Perfil de velocidades. Tubos horizontales.

 

UNIDAD  6: Radiación.

Naturaleza del fenómeno. Renglón de radiación térmica en el espectro electromagnético. Constante de Planck. Propiedades de la radiación. Potencia emisiva total y monocromática. Absortividad, transmisividad, y reflectividad. Cuerpo negro, especular, blanco, transparente, atermo y gris. Radiación inherente, externa y efectiva. Leyes de Planck, Wien y Stefan - Boltzman. Emisividad. Identidad de Kirchhof. Factor de forma. Teoría de reciprocidad. Intensidad de radiación. Analogía eléctrica. Coeficiente de emisividad angular. Resistencia de superficie. Pantallas.

Radiación de gases. Gases mono, día, y poliatómicos. Bandas de absorción. Coeficiente de radiación.

 

UNIDAD  7: Condensación.

 Placa plana vertical. Condensación pelicular y goticular.

Régimen laminar. Hipótesis de Nusselt. Factores de corrección. Paredes inclinadas. Cilindro horizontal exterior con régimen laminar. Superficies verticales con regímenes turbulentos. Numero de Reynolds.

 

UNIDAD  8: Ebullición.

Ebullición local y en masa. Regímenes de transferencia para un alambre de platino calentado eléctricamente sumergido en agua. Ebullición nucleada y en película. Formas de calentamiento. Puntos de quemado. Estructura de flujos de ebullición. Líquidos estancados, tubo vertical y horizontal. Influencia de la circulación forzada en tubos.

 

UNIDAD  9: Intercambiadores de calor.

Tipos recuperativos, regenerativos, de contacto directo, con fuente de calor. Plantas industriales: corrientes de proceso y de servicios. Diseños. Ecuaciones básicas. Coeficiente de transferencia total. Caída de presión. Enunciamiento. Equivalentes en agua. Recuperadores de flujos paralelos, a contra corriente, flujos cruzados y mixtos. Representación de temperaturas. Diferencia de temperaturas logarítmicas.

Recuperadores de tubos concéntricos, de casco y tubos de placas, especiales. Corrientes no mezcladas. Eficiencia de Intercambiadores.

 

UNIDAD 10: Transferencia de Masa. Introducción.

El fenómeno de difusión - La Ley de Fick -. Coeficiente de Difusión en gases. Difusión en líquidos. Difusión en sólidos. Ecuaciones de conservación en los procesos de difusión: Ecuaciones de conservación de la masa, de la cantidad de movimiento, de la energía. Ecuación de la entropía- Irreversibilidad de la difusión- Coeficiente de Termodifusión- Coeficiente de Barodifusión- Efecto Soret- Efecto Dufour- Simplificaciones al sistema de ecuaciones- Coeficiente de Transferencia de Masa- Analogías entre los procesos de difusión y los de termoconducción- Ejemplos: Evaporación de un líquido en una mezcla gas vapor-Flujo de Stefan - Evaporación de gotas- Torres de enfriamiento.