GUIA DOCENTE DE LA ASIGNATURA

TECNOLOGÍA DE PARTÍCULAS

MÓDULO

MATERIA

CURSO

SEMESTRE

CRÉDITOS

TIPO

Común a ambos ciclos de INGENIERO QUIMICO

Tecnología de Partículas

3º

2º

6(4.5+1.5)

Optativa

PROFESOR(ES)

•

Pedro González Tello

DIRECCIÓN COMPLETA DE CONTACTO PARA TUTORÍAS (Dirección postal, teléfono, correo electrónico, etc.) Dpto. Ingeniería Química, 2ª planta, Facultad de Ciencias. Correo electrónico: [email protected] HORARIO DE TUTORÍAS Martes, miércoles y jueves, de 11-13 horas

INGENIERO QUÍMICO PRERREQUISITOS Y/O RECOMENDACIONES (si procede) • •

Tener cursados 1º y 2º de Ingeniero Químico Conocimientos de cálculo diferencial e integral y métodos numéricos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE CONTENIDOS (SEGÚN MEMORIA DE VERIFICACIÓN )

Caracterización de sólidos pulverulentos. Transporte neumático, clasificación hidráulica y neumática. Mezcla de partículas. Almacenamiento de sólidos. Limpieza de gases. COMPETENCIAS GENERALES Y ESPECÍFICAS Instrumentales: CI3: Comunicación oral y escrita en la lengua propia CI5: Resolución de problemas CI6: Toma de decisiones Personales: CP1: Trabajo en equipo Sistémicas CS1: Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica CS2: Aprender de manera autónoma CS9: Sensibilidad hacia temas medioambientales Específicas CR1: Conocimientos de flujo de fluidos y transmisión de calor. Principios básicos y su aplicación a la resolución de

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problemas de Ingeniería.

OBJETIVOS (EXPRESADOS COMO RESULTADOS ESPERABLES DE LA ENSEÑANZA)

El alumno sabrá/ comprenderá: caracterización de partículas y materiales pulverulentos: diámetro de partículas y diámetros medios. Operaciones unitarias de reducción y de aumento de tamaño. Dinámica y aplicaciones de las interacciones fluido-partículas. Principios de diseño y operación de equipos para la limpieza de gases. El alumno será capaz de: calcular diámetros medios a partir de datos experimentales. Análisis por tamizado. Calcular equipos de fluidización, cambiadores y secaderos. Prediseño de ciclones, filtros de gases, filtros electrostáticos y lavadores de gases: venturi, torres de pulverización, columnas de relleno y columnas de pisos. Prerrequisitos y recomendaciones: Conocimientos de cálculo integral y diferencial. Métodos numéricos. Dinámica de fluidos.

TEMARIO DETALLADO DE LA ASIGNATURA

TEMARIO TEÓRICO (4.5 créditos): CARACTERIZACION Y ALMACENAMIENTO DE MATERIALES PULVERULENTOS.

Tema 1. Introducción a la tecnología de partículas. Operaciones Básicas con partículas. Clasificación de las operaciones atendiendo a la velocidad relativa fluido partícula. Partículas y gases. Partículas y líquidos. Importancia industrial y aplicaciones. Tema 2. Propiedades de las partículas y de los materiales pulverulentos. Tamaño de las partículas. Diámetros estadísticos y por tamizado. Diámetros equivalentes. Forma de las partículas. Diámetros medios .Funciones de distribución. Tema 3. Tamizado y tamices. Caracterización de un tamiz. Ancho de malla. Luz de malla. Series de tamices. Tamices UNE. Serie ASTM y serie Tyler. Análisis de los resultados del tamizado. Diámetro medio. Superficie especifica. Tema 4. Reducción de tamaño. Desintegración mecánica de sólidos. Trabajo para la molturación. Leyes empíricas de Kick, Rittinger y Bond. Utillaje industrial: clasificación y características. Utillaje específico en la tecnología de alimentos.

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Tema 5. Ejemplo de molturación industrial. Molturación de cereales. Molienda de trigo. Fracciones de la molienda: harina, sémolas y salvado. Proceso industrial: recepción y ensilado, limpieza y acondicionamiento, molturación en molinos de rodillos. Tamizado: cernedores y sasores. Tema 6. Aumento de tamaño. Operaciones con materiales pulverulentos: granulación, peletización y compactación por presión. Extrusores. Operaciones con partículas coloidales: coagulación y floculación. Operaciones con disoluciones y suspensiones: cristalización y secado por atomización. Tema 7. Almacenamiento de sólidos. Almacenamiento en montones. Almacenamiento en recipientes cerrados. Silos. Tipos de flujo. Influencia de de las características de los sólidos sobre la velocidad de flujo. Dispositivos para facilitar y uniformizar el flujo de sólidos. OPERACIONES CON PARTICULAS SEDIMENTABLES

Tema 8. Sedimentación de partículas. Partículas esféricas de densidad constante. Balance general de fuerzas. Influencia de la fluido dinámica de la fase gaseosa. Velocidad terminal. Coeficiente de rozamiento. Partículas no esféricas. Sedimentación de suspensiones. Tema 9. Fluidización. Aspectos generales. Tipos de contactores. Fluidización en dos fases. Variables para el diseño: pérdida de presión en un lecho fluido, velocidad mínima de fluidización y velocidad de elutriación. Transmisión de calor en un lecho fluidizado. Transferencia de materia: diseño de secaderos de lecho fluido. Tema 10. Clasificación de partículas. Clasificación hidráulica. Clasificación neumática. Criterios de separación. Equipos y aplicaciones. Tema 11.Transporte neumático. Transporte en fase diluida. Tubos verticales y horizontales. Velocidades mínimas del gas. Caída de presión. Perdidas menores. Diseño de una instalación. Transporte neumático en fase densa: características generales. Tipos de líneas de transporte neumático. LIMPIEZA DE GASES.

Tema 12. Introducción. Separaciones gas/partículas. Clasificación de las operaciones y equipos. Separadores aeromecánicos en seco: cámaras de sedimentación y ciclones. Separadores aeromecánicos en húmedo: lavadores de gases (scrubbers). Filtros de gases. Filtros electrostáticos. Aplicaciones y criterios de utilización. Tema 13. Separadores aeromecánicos en seco. Cámaras de sedimentación y ciclones. Características y ecuaciones de diseño. Diseño de un ciclón: dimensiones y pérdida de carga. Tema 14. Filtración de gases. Tipos de filtros. Filtro de manga. Filtros absolutos. Filtros HEPA. Aplicaciones .Caída de presión. Materiales y funcionamiento. Aplicaciones industriales. Tema 15. Filtros electrostáticos. Funcionamiento y aplicaciones. Eficacia de los equipos. Velocidad de migración de las partículas. Fuerzas electrostáticas. Ecuación de Deusth. Estimación del potencial de corona. Tipos de

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filtros electrostáticos. Tema 16. Lavadores de gases (scrubbers). Lavadores venturi. Cálculo del rendimiento: influencia del tamaño y de la distribución de partículas, velocidad del gas y de la relación liquido/ gas. Caída de presión. Dimensionado de equipos. Torres de pulverización: características y aplicaciones. Lavadores de lecho fluido. Tema 17. Lavadores de columnas de relleno. Tipos de relleno. Velocidad de inundación. Cálculo del diámetro y de la altura de relleno. Tema 18 Lavadores de columnas de pisos. Cálculo del número de pisos. Altura equivalente de un piso teórico. Eficacia global de la columna. Separación entre pisos. Tipos de pisos. Velocidad de inundación de columnas de pisos: sistemas espumantes y no espumantes. Cálculo del diámetro de la columna. CRÉDITOS PRÁCTICOS (1.5 CRÉDITOS)

Visita a una instalación industrial y prácticas de laboratorio: manejo de un banco de sólidos. BIBLIOGRAFÍA BIBLIOGRAFÍA FUNDAMENTAL:

Fayed, M.E. and Lambert Otten (Ed) (1997) Handbook of powder science and technology, Chapman&Hall, New York,USA. Hesketh, H.T.(1996) Air pollution control, De Technomic P . C., USA Mcketta,J.J.(1995) Encyclopedia of Chemical Technology, New York, USA Rhodes, M. J. (Ed) (1994) Principles of powder technology, Jonh Wiley Sons. Chichester, U.K. Parker,K.R. (1997) Applied Electrotatic Precipitation, Chapman- Hall, Londres, U.K. Perry,R.H. and Green, D.W. (2000) Manual del Ingeniero Quimico, McGraw-Hill, Madrid, España. ENLACES RECOMENDADOS Cumplimentar con el texto correspondiente en cada caso. METODOLOGÍA DOCENTE DESARROLLO DE LA ASIGNATURA Clases teóricas y seminarios. La impartición de la asignatura se realiza lunes, martes y miércoles, de 9 a 10 h. Los créditos teóricos y prácticos, que generalmente consisten en la resolución de ejercicios numéricos, se imparten indistintamente durante el horario mencionado y los seminarios de apoyo. Esta materia es eminentemente práctica por lo que el alumno debe esforzarse, desde el inicio de la signatura, en el planteamiento y resolución de problemas, adquiriendo órdenes de magnitud de propiedades, conocimientos matemáticos

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y métodos más habituales de cálculo y programación. Seminarios de apoyo: en estos seminarios se realizarán resoluciones tuteladas de problemas y aclaración de dudas. Durante estas sesiones se propondrán ejercicios para su resolución en casa, que en un plazo tasado se entregarán al profesor.

PROGRAMA DE ACTIVIDADES Actividades presenciales (NOTA: Modificar según la metodología docente propuesta para la asignatura) Primer cuatrimes tre

Temas del temari o

Sesione s teórica s (horas)

Sesio nes práct icas (hora s)

Semana 1

1-2

2

1

Semana 2

2

2

1

Semana 3

3

2

1

Semana 4

3-4

2

1

Semana 5

5

2

1

Semana 6

6-7

2

1

Semana 7

8

2

1

Exposicion es y seminario s (horas)

Exámenes (horas)

Etc.

Actividades no presenciales (NOTA: Modificar según la metodología docente propuesta para la asignatura)

Tutoría s individu ales (horas)

1

1

3

1

1

Tutorías colectivas (horas)

Estudio y trabajo individu al del alumno (horas)

Activid ades

4

1

5

1

4

1

5

1

4

1

5

1

4

1

Página 5

Etc .

Semana 8

9

2

1

Semana 9

9-10

2

1

Semana 10

11

2

1

Semana 11

11-12

2

1

Semana 12

12

2

1

Semana 13

13

2

1

Semana 14

14

2

1

Semana 15

15

2

1

3

30

15

9

Total horas

5

1

5

1

4

1

4

1

5

1

4

1

5

1

1

4

1

8

67

15

1

3

1

1

6

EVALUACIÓN (INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN, CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y PORCENTAJE SOBRE LA CALIFICACIÓN FINAL, ETC.) •

• •

Mediante dos exámenes: examen final y recuperación. En el primer examen se establecen las notas de la asignatura, de forma que la recuperación se utiliza sólo para aprobar, nota máxima para los suspendidos en el examen final, y en su caso para subir la calificación, aprobado y notable, obtenida en el examen final. La resolución correcta de los ejercicios propuestos en los seminarios de apoyo supone el 30% de la calificación final. El examen final supone el 70% de la nota total. Los exámenes consisten en la resolución de problemas numéricos, habitualmente tres. El tiempo de examen es, aproximadamente, de 3 h. Para la calificación de los ejercicios se tiene en cuenta el planteamiento, resolución numérica y resultado final. Se es especialmente riguroso con los errores conceptuales.

INFORMACIÓN ADICIONAL Cumplimentar con el texto correspondiente en cada caso.

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