OPERACIONES BÁSICAS DE FLUJO DE FLUIDOS
PROGRAMA DE TEORÍA BIBLIOGRAFÍA
Tema 1. Introducción. Flujo interno. Relación entre caudal y caída de presión. Régimen laminar y turbulento. Flujo externo. Acción de los campos gravitatorios y centrífugo. Separación de fases. Contacto entre fases.
Tema 2. Circulación de fluidos por conducciones: flujo laminar. Velocidad puntual y velocidad media. Ley de Newton: viscosidad. Estimación de la viscosidad en líquidos y gases. Fluidos no newtonianos. Pérfiles de velocidad. Ley de Hagen-Poiseuille.
Tema 3. Circulación de fluidos por conducciones: flujo turbulento. Balances macroscópicos de materia y energía. Ecuación de Bernouilli. Leyes experimentales del rozamiento. Pérdidas menores. Tuberías, válvulas y accesorios. Redes de tuberías.
Tema 4. Bombeo de líquidos. Clasificación de las bombas. Potencia al freno. Carga neta positiva de aspiración. Bombas centrífugas. Bombas de desplazamiento positivo: alternativas y rotativas.
Tema 5. Circulación e impulsión de gases. Flujo isotérmico y adiabático de un gas ideal. Máquinas para la impulsión de gases: compresores. Compresión isotérmica, adiabática y politrópica. Relación óptima de compresión.
Tema 6. Instrumentación. Medida de caudales en la circulación de fluidos. Métodos indirectos. Métodos dinámicos: diafragmas, boquillas y venturímetros. Rotámetros. Tubo de Pitot. Medida de caudales en sistemas abiertos: presas. Otros tipos de medidores.
Tema 7. Flujo bifásico gas-líquido por tuberías. Tipos de flujo. Mapas de flujo. Modelos de flujo. Caída de presión por fricción en tuberías horizontales y verticales. Correlación de Lockart y Martinelli.
Tema 8. Movimiento de partículas en el seno de un fluido. Balance de fuerzas. Velocidad límite y coeficiente de rozamiento. Partículas no esféricas. Movimiento de gotas y burbujas. Circulación interna. Diámetro crítico.
Tema 9. Sedimentación y clasificación. Sedimentación. Velocidad límite de sedimentación. Sedimentación intermitente o por cargas. Sedimentación continua. Clasificación de partículas. Transporte neumático.
Tema 10. Centrifugación. Movimiento de partículas sólidas por acción de una fuerza centrífuga. Separación de líquidos inmiscibles. Filtración centrífuga. Separación de partículas sólidas. Ciclones.
Tema 11. Circulación por lechos de partículas. Fase fluida única. Fluidos incomprensibles y comprensibles. Ecuaciones fundamentales. Circulación de dos fases fluidas en contracorriente. Velocidad de inundación. Diámetro de la columna. Flujo en paralelo.
Tema 12. Filtración. Ecuación general. Filtración a presión constante. Filtración a velocidad constante. Lavado de precipitados. Capacidad de filtración. Tipos de filtros. Ultrafiltración.
Tema 13. Fluidización. Fluidización en dos fases. Pérdidas de presión por fricción. Velocidad mínima de fluidización. Velocidad de elutriación o arrastre. Fluidización en tres fases: fluidización en cocorriente y en contracorriente.
Tema 14. Agitación y mezcla. Tipos de agitadores y depósitos de mezcla. Potencia de agitación. Curvas de potencia. Mezcla de líquidos no newtonianos. Agitación en tanques aerados.
1.- Costa Novella, E.; Calleja Pardo, G.; Ovejero Escudero, Lucas Martínez, A. De.; Aguado Alonso; Uguina Zamorano, M. A.; Ingeniería Química. 3. Flujo de Fluidos. Ed. Alhambra, Madrid (1985).
2.- Coulson, J. M.; Richardson, J. F.; Backhurts, J. R.; Harker, J. H.; Ingeniería Química. Tomo 1 Flujo de fluidos, transmisión de calor y transferencia de materia. Tomo 2 Operaciones Básicas. Ed. Reverte. Barcelona (1981).
3.- Perry, R. H.; Green, D. W.; Maloney, J. O.; Perry's Chemical Engineers'Handbook. 6ª Ed. McGraw-Hill, New York (1984).
4.- Brown, G. G.; Calvet, F. Operaciones Básicas de la Ingeniería Química. Marín, Barcelona (1965 ).
5.- Levenspiel, O. Flujo de Fluidos e Intercambio de Calor. Reverté, Barcelona (1993).
6.- Gerhartz, W.; Ullmann, F. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim : VCH, .5th ed. (1985).
7.- Mac Ketta, J.; Cunningham, W.A. Encyclopedia of Chemical Processing and Design. Marcel Dekker, New York (1976).