Objetivos. a Desarrollar. Temario. Métodos Prácticas. Mecanismos y procedimientos de evaluación TRANSFERENCIA DE CALOR

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TRANSFERENCIA DE CALOR

Programa sintético TRANSFERENCIA DE CALOR

Datos básicos

Semestre Horas de teoría Horas de

práctica trabajo Horas adicional estudiante

Créditos

VIII 1 2 1 4

Objetivos

El alumno obtendrá conocimientos y aplicaciones específicas de la termodinámica para el diseño, selección, mantenimiento y operación de sistemas y equipos tales como calderas, intercambiadores de calor tipo radiador, de coraza y tubos evaporadores y condensadores.

Contribución

al Perfil de

Egreso

Desarrollo de la capacidad para diseñar, analizar, optimizar o seleccionar equipo y componentes requeridos para la transferencia de calor en cualquier proceso industrial.

Administración de recursos naturales. Competencias

Genéricas Razonamiento Científico-Tecnológico Comunicación en español e inglés Ético-valoral

Competencias

a Desarrollar

Competencias

Profesionales Diseñar y/o seleccionar las operaciones necesarias, equipo y componentes térmicos requeridos en los procesos de transformación de materia prima a productos terminados o servicios.

Diseñar, optimizar, operar y controlar os procesos de producción industrial, operación y mantenimiento bajo un esquema de control de calidad total.

Unidades Contenidos Unidad 1 INTRODUCCIÓN AL CURSO. Unidad 2 CONCEPTOS FUNDAMENTALES

Unidad 3 TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN Unidad 4 CONDUCCIÓN EN ESTADO TRANSITORIO. Unidad 5 CONVECCIÓN.

Temario

Unidad 6 SISTEMAS Y EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR. Métodos Se utilizará el aprendizaje basado en problemas y se

fomentará el aprendizaje colaborativo mediante análisis y solución de ejercicios, en donde el profesor será un facilitador, promoviendo el aprendizaje significativo.

Métodos y

prácticas

Prácticas El proceso enseñanza-aprendizaje se reforzará mediante trabajos de investigación y tareas para cada uno de los temas. El profesor fomentará el uso de las TIC’s y de programas especializados para solución y simulación de problemas.

1 Examen Departamental programado y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño ( 16 Sesiones )

Mecanismos y

procedimientos

de evaluación

Exámenes parciales

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Programa sintético

evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño ( 17 Sesiones )

Evidencias de

desempeño Portafolio de evidencias a través el cual se evalúan las _{competencias desarrolladas y que puede consistir de:}

• Cuadernillo de ejercicios resueltos

• Reportes de prácticas

• Simulaciones

• Documentación de prototipos

• Reportes técnicos relacionados con la materia (escrito, fotos y/o videos)

• Otras que el profesor considere pertinentes. Examen ordinario Promedio de los exámenes parciales programados,

prácticas y otras evidencias que muestren el aprendizaje del alumno basado en el desarrollo de competencias.

Examen

Extraordinario Examen departamental en el que se evalúa todo el _{contenido del programa y las competencias que se} desarrollan en el curso. Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias como requisito para la presentación del examen. Examen a título Examen departamental en el que se evalúa todo el

contenido del programa y las competencias que se desarrollan en el curso. Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias como requisito para la presentación del examen. Examen de

regularización Examen departamental en el que se evalúa todo el _{contenido del programa y las competencias que se} desarrollan en el curso. Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias como requisito para la presentación del examen. Otros métodos y

procedimientos Empleo de software matemático y foros educativos, en _{la resolución de proyectos enfocados a casos.} Otras actividades

académicas requeridas

La participación en clases, trabajos extra-clase de investigación, tareas, asistencia a clases y trabajos en equipo.

HOLMAN, Transferencia de Calor , Edit. Continental, 1986.

JANNA WILLIAM S., Engineering heat transfer, PWS Publisher’s, 1986.

KARLEKAR & DESMOND, Transferencia de calor, Mc Graw-Hill, Segunda edición, 1985.

Bibliografía

básica de

referencia

Yunus A. Cengel and Michael A. Boles,Transferencia de calor. Editorial Mc Graw Hill, Quinta edición , 2006.

INCROPERA FRANK, DE WITT DAVID, Fundamentals of Heat and Mass Transfer. John Wiley and sons, Third edition.

KERN DONALD Q., Procesos de transferencia de calor, Edit. Continental, 1984. Bibliografía

complementaria

WELTY JAMES, WICKS CHARLES y WILSON ROBERT, Fundamentos de Transferencia de Momento, Calor y Masa. Limusa Wiley, segunda edición.

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TRANSFERENCIA DE CALOR

Programa Analítico

Semestre Horas de teoría

por semana práctica por Horas de semana Horas trabajo adicional estudiante Créditos VIII 1 2 1 4 Objetivos

generales El alumno obtendrá conocimientos y aplicaciones específicas de la termodinámica para el diseño, selección, mantenimiento y operación de sistemas y equipos tales como calderas, intercambiadores de calor tipo radiador, de coraza y tubos evaporadores y

condensadores.

Unidades Objetivo específico

1.

INTRODUCCIÓN AL CURSO.

Dar a conocer al estudiante objetivos generales. Contenido: Políticas generales, métodos de evaluación del curso.

2.

CONCEPTOS FUNDAMENTALES

Establecer un punto de referencia de inicio del curso con un repaso de los aspectos básicos de transferencia de calor.

3.

APLICACIONES DE LA

TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN

Que el alumno entienda algunas aplicaciones prácticas específicas de la conducción y que esté capacitado para solucionar problemas del tema.

4.

TRANSFERENCIA DE CALOR

TRANSITORIA.

Que el alumno interprete convenientemente las ecuaciones que representan ciertos fenómenos de calentamiento y enfriamiento en tiempos muy pequeños.

5.

CONVECCIÓN. Que el alumno comprenda las relaciones tanto físicas y matemáticas del flujo de calor en fluidos en regímenes laminar y turbulento y pueda resolver problemas del tema.

Objetivos específicos 6. SISTEMAS Y EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR.

Que el estudiante entienda acerca del tema aspectos descriptivos de algunos equipos de intercambio térmico, así como aspectos de diseño térmico y complementariamente tópicos generales de diseño mecánico de dichos equipos.

Contribución al Perfil de Egreso

Desarrollo de la capacidad para diseñar, analizar, optimizar o seleccionar equipo y componentes requeridos para la transferencia de calor en cualquier proceso industrial. Administración de recursos naturales.

Competencias

Genéricas Razonamiento Científico-Tecnológico Comunicación en español e inglés Ético-valoral

Competencias a Desarrollar

Competencias Profesionales

Diseñar y/o seleccionar las operaciones necesarias, equipo y componentes térmicos requeridos en los procesos de transformación de materia prima a productos terminados o servicios.

Diseñar, optimizar, operar y controlar os procesos de producción industrial, operación y mantenimiento bajo un esquema de control de calidad total.

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D) Contenidos y métodos por unidades y temas

Unidad 1

INTRODUCCIÓN AL CURSO.

1hs

Lecturas y otros

recursos Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el maestro. Se recomienda el uso de software de descarga libre, tutoriales y participación en foros de discusión disponibles en Internet.

Métodos de enseñanza • Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro y los alumnos.

• Sesiones de solución de problemas con ayuda de las TICs con la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso.

• Se alentará a los alumnos a realizar exposiciones con ayuda de equipo multimedia para explicar diferentes métodos de diseño y solución a problemas reales planteados.

• Se expondrán por parte del maestro, con ayuda de equipo multimedia, la teoría que requiera una explicación amplia para su comprensión, y se buscará el aprendizaje significativo, colaborativo y constructivista, fomentando en los estudiantes el aprender a aprender.

Actividades de

aprendizaje • Formar equipos (heterogéneos) para discusión y análisis de conceptos previamente investigados.

• Identificar diferentes tipos de ecuaciones diferenciales.

• Programar sesiones de resolución analítica de ecuaciones diferenciales de primer orden.

• Utilizar software para graficar y analizar cualitativamente soluciones de ecuaciones diferenciales de primer orden.

• Resolver banco de ejercicios propuestos.

Unidad 2

CONCEPTOS FUNDAMENTALES

4hs

Tema 2.1

Sistemas de unidades.

Tema 2.2

Mecanismos de transferencia de conducción (Ley de Fourier), convección y radiación.

Tema 2.3

Conductividad térmica.

Tema 2.4

Coeficiente Convectivo o pelicular, Ley de Newton de enfriamiento.

Tema 2.5

Transferencia por radiación.

Tema 2.6

Mecanismos combinados.

recursos Libro de texto , y MATHCAD (Paquete de software)

Métodos de enseñanza Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro, y sesiones de solución de problemas.

El maestro indicará a los alumnos los ejercicios que deberán resolver como práctica en forma de tarea.

Actividades de

aprendizaje Las actividades específicas de los estudiantes son; prácticas, lecturas, tareas, ejercicios en clases, investigación extra-clase en grupos.

Unidad 3

APLICACIONES DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN 12 hs

Tema 3.1 Ecuación diferencial general de la conductividad en sistemas de

coordenadas tridimensionales, conductividad térmica variable.

Tema 3.2 Método de solución de la ecuación diferencial general por diferencias

finitas.

(5)

Tema 3.4 Conducción bidimensional y unidimensional.

Tema 3.5 Conducción en superficies extendidas (aletas).

Tema 3.6 Aislamientos térmicos.

recursos Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el maestro. Métodos de enseñanza Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro, y sesiones de

solución de problemas.

Actividades de

Unidad 4 TRANSFERENCIA DE CALOR TRANSITORIA. 5 hs

Tema 4.1 Efecto transitorio en paredes planas y curvas. Tema 4.2 Efecto transitorio en cuerpos semi-infinitos. Tema 4.3 Métodos de cálculo de la rapidez de enfriamiento. Lecturas y otros

Actividades de

aprendizaje Las actividades específicas de los estudiantes son; prácticas, lecturas, tareas, ejercicios en clases, investigación extra-clase en grupos. .

Unidad 5 CONVECCIÓN. 13 hs

Tema 5.1 Convección natural.

Tema 5.2 Condiciones de flujo de calor en régimen laminar, ecuaciones diferenciales gobernadoras de los procesos, soluciones analíticas y numéricas de las mismas, enfoque térmico, números de Reynolds, Prandtl y Nusselt.

Tema 5.3 Transferencia de calor en régimen turbulento, ecuaciones diferenciales, gobernadoras de los procesos, soluciones analíticas y numéricas de las mismas.

Tema 5.4 Análisis dimensional, parámetros adimensionales. Lecturas y otros

Actividades de

Unidad 6 SISTEMAS Y EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR. 13 hs Tema 6.1 Ecuaciones generales de intercambio térmico.

Tema 6.2 Área de transferencia, coeficiente de resistencia, coeficiente equivalente, flujo total, caída de presión.

Tema 6.3 Método de unidades de transferencia. Tema 6.4 Curvas de eficiencia.

Tema 6.5 Tópicos de códigos de diseño mecánico. (Tubular Exchanger Manufacturing Asociation T.E.M.A., A.S.T.M., A.S.M.E.)

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Métodos de enseñanza Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro, y sesiones de solución de problemas.

Actividades de

E) Estrategias de enseñanza y aprendizaje

Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro y de los alumnos, y sesiones de solución de problemas, con apoyo de las TIC. Se alentará a los alumnos a realizar exposiciones con ayuda de equipo multimedia para explicar diferentes métodos de solución a problemas reales planteados. Se expondrán por parte del maestro, con ayuda de equipo multimedia, la teoría que requiera una explicación amplia para su comprensión, y se buscará el aprendizaje significativo, colaborativo y constructivista, fomentando en los estudiantes el aprender a aprender. Los alumnos aprenderán a utilizar programas para graficar soluciones de ecuaciones diferenciales. Los trabajos de investigación, graficación, ejercicios resueltos en clase y tareas por parte de los alumnos tienen la finalidad de ampliar y profundizar los temas y tópicos del curso. Todas las estrategias de enseñanza y aprendizaje estarán enfocadas a lograr que el alumno desarrolle las competencias marcadas en su perfil de egreso.

F) Evaluación y acreditación

Elaboración y/o presentación de: Periodicidad Abarca Ponderación

Primer examen parcial y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño

6 semanas

( Programado ) El contenido de 18 sesiones de una hora

25%

Segundo examen parcial y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño

5 semanas

( Programado ) El₁₅ contenido_sesiones _dede

una hora

25%

Tercer examen parcial y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño

5 semanas

( Programado ) El₁₅ contenido_sesiones _dede

una hora

25%

Otra actividad 1 Durante todo el

curso Asistencia a clase Requisito

Proyecto Final 25%

TOTAL 100%

Examen ordinario. Se evalúa como el

promedio del total de evaluaciones parciales. Al terminar el curso El contenido del curso. 100% Examen Extraordinario. Examen en el que se

evalúa todo el contenido del programa y las competencias que se desarrollan en el curso. Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias como requisito para la presentación del examen.

El contenido del

curso. 100%

Examen a título. Examen en el que se evalúa todo el contenido del programa y las

competencias que se desarrollan en el curso.

El contenido del

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Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias como requisito para la presentación del examen.

Examen de regularización. Examen en el que se evalúa todo el contenido del programa y las competencias que se desarrollan en el curso. Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias como requisito para la presentación del examen.

El contenido del

curso. 100%

G) Bibliografía y recursos informáticos

Yunus A. Cengel and Michael A. Boles,Transferencia de calor. Editorial Mc Graw Hill, Quinta edición , 2006.

HOLMAN, Transferencia de Calor , Edit. Continental, 1986.

JANNA WILLIAM S., Engineering heat transfer, PWS Publisher’s, 1986.

KARLEKAR & DESMOND, Transferencia de calor, Mc Graw-Hill, Segunda edición, 1985.

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA.

INCROPERA FRANK, DE WITT DAVID, Fundamentals of Heat and Mass Transfer. John Wiley and sons, Third edition.

KERN DONALD Q., Procesos de transferencia de calor, Edit. Continental, 1984.

WELTY JAMES, WICKS CHARLES y WILSON ROBERT, Fundamentos de Transferencia de Momento, Calor y Masa. Limusa Wiley, segunda edición.

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