Esta asignatura trata sobre operaciones de transporte de cantidades de movimiento y operaciones de separación basadas en el flujo de fluidos. La asignatura incluye 14 temas sobre conceptos de mecánica de fluidos, flujo laminar y turbulento, bombeo, sedimentación, centrifugación, filtración y fluidización. Los estudiantes serán evaluados a través de exámenes parciales y finales que incluyen preguntas teóricas y problemas numéricos.

1. ASIGNATURA: OPERACIONES DE TRANSPORTE DE CANTIDAD DE
MOVIMIENTO
TITULACIÓN: INGENIERÍA QUÍMICA
CARÁCTER: TRONCAL
DESCRIPTOR (Según B.O.E.): FLUJO DE FLUIDOS. OPERACIONES DE
SEPARACION BASADAS EN EL FLUJO DE FLUIDOS.
CARGA DOCENTE: 4.5 CRÉDITOS TEÓRICOS
CURSO: SEGUNDO
CUATRIMESTRE: SEGUNDO
DEPARTAMENTO: INGENIERÍA QUIMICA
ÁREA DE CONOCIMIENTO: INGENIERÍA QUÍMICA.
PROFESOR RESPONSABLE: FRANCISCO GARCÍA CAMACHO (DESP. 1.27o)
EDF. CIENTÍFICO TÉCNICO II
CURSO: 2005-2006
PROGRAMA
UNIDAD TEMÁTICA I: FLUJO DE FLUIDOS
Tema 1. INTRODUCCIÓN A LA MECÁNICA DE FLUIDOS.
1.1. La Mecánica de Fluidos en la Ingeniería Química.
1.2. Conceptos generales de un fluido.
1.3. Estrés, presión, velocidad y las leyes básicas.
1.4. Propiedades físicas de los fluidos: densidad, viscosidad y tensión superficial.
1.5. Estática de fluidos.
Tema 2. TRANSPORTE DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO.
2.1. Transporte molecular.
2.1.1. Ley de Newton de la viscosidad.
2.1.2. Clasificación de los fluidos
2.1.3. Ecuación de continuidad.
2.1.4. Ecuación general de conservación de cantidad de movimiento.
2.2. Transporte turbulento.
2.2.1. Flujo turbulento: valores instantáneos, medios y fluctuantes de las
variables intensivas.
2.2.2. Ecuaciones de conservación promediadas.
2.2.3. Estimación de las densidades de flujo turbulento.
Tema 3. FLUJO LAMINAR DE FLUIDOS INCOMPRESIBLES POR
CONDUCCIONES.

2. 3.1. Flujo estacionario en tubos cilíndricos y entre tubos cilíndricos concéntricos.
3.2. Flujo estacionario en una superficie inclinada.
3.3. Flujo estacionario entre placas paralelas de superficies infinitas.
3.4. Flujo estacionario en conducciones de sección rectangular.
Tema 4. FLUJO TURBULENTO DE FLUIDOS INCOMPRESIBLES POR
CONDUCCIONES.
4.1. Balance macroscópico de materia: ecuación de continuidad.
4.2. Balance macroscópico de energía: ecuación de Bernouilli.
4.3. Pérdidas de energía por fricción.
4.3.1. Cálculo del factor de rozamiento
4.3.2. Pérdidas de carga menores: longitud equivalente.
4.3.3. Diámetro equivalente.
4.3.4. Problemas prácticos en la circulación de fluidos
4.3.4.1. Problemas de funcionamiento.
4.3.4.2. Problemas de diseño.
Tema 5. FLUJO EN SISTEMAS COMPLEJOS.
5.1. Tuberías en serie y en paralelo.
5.2. Redes de tuberías
Tema 6. BOMBEO DE LÍQUIDOS
6.1. Clasificación de las bombas
6.2. Bombas centrífugas
6.2.1. Potencia necesaria para el flujo: potencia al freno
6.2.2. Condiciones de succión de una bomba: cavitación
6.2.3. Curvas características
6.2.4. Asociación de bombas centrífugas
6.3. Bombas de desplazamiento positivo o volumétricas
6.4. Criterios de selección del tipo de bomba
Tema 7. CIRCULACIÓN E IMPULSIÓN DE GASES POR CONDUCCIONES.
7.1. Circulación de gases por conducciones de sección constante: ecuación general.
7.2. Flujo isotérmico y adiabático de un gas ideal.
7.3. Máquinas de impulsión de gases: ventiladores, soplantes y compresores.
7.4. Compresión de gases: potencia y rendimiento de los compresores.
Tema 8. INSTRUMENTACIÓN EN EL FLUJO DE FLUIDOS
8.1. Medidores de presión
8.1.1. Tipos de presión
8.1.2. Dispositivos de medida
8.2. Medida de caudales
8.2.1. Determinación de velocidades puntuales: tubo de Pitot
8.2.2. Determinación de velocidades medias: diafragmas, boquillas,
venturímetros y rotámetros.
8.2.3. Determinación de caudales: presas y medidores térmicos.
UNIDAD TEMÁTICA II: OPERACIONES DE SEPARACIÓN BASADAS EN
EL FLUJO DE FLUIDOS.
Tema 9. SEDIMENTACIÓN
9.1. Movimiento relativo partícula-fluido

3. 9.1.1. Caída de una partícula esférica en el seno de un fluido: balance de
fuerzas, velocidad límite y coeficientes de rozamiento.
9.1.2. Partículas no esféricas.
9.2. Velocidad de sedimentación
9.3. Sedimentación intermitente
9.3.1. Método de Coe-Clovenger
9.3.2. Método de Kinch-Roberts
9.4. Sedimentación continua: cálculo de área y altura de un sedimentador.
Tema 10. CENTRIFUGACIÓN
10.1. Movimiento de partículas sólidas por la acción de una fuerza centrífuga
10.2. Separación de líquidos inmiscibles
10.3. Clarificación centrífuga
10.4. Aparatos de centrifugación y sus aplicaciones.
Tema 11. FLUJO DE FLUIDOS A TRAVÉS DE LECHOS POROSOS
11.1. Variables características
11.2. Estimación de la pérdida de presión para fase fluida única (fluidos
incompresibles y compresibles)
11.2.1. Ecuación de Kozeny-Carman
11.2.2. Ecuación de Burke-Plumer
11.2.3. Ecuación de Ergun-Orning
11.3. Estimación de la pérdida de presión para flujo bifásico L-G: columnas de
relleno
11.3.1. Circulación de dos fases fluidas en contracorriente
11.3.2. Velocidad de inundación
11.3.3. Diámetro de la columna
11.3.4. Flujo en paralelo
Tema 12. FILTRACIÓN
12.1. Ecuación general de la filtración para tortas incompresibles
12.1.1. Filtración a presión constante
12.1.2. Filtración a velocidad constante
12.2. Tortas compresibles
12.3. Aspectos prácticos
12.3.1. Lavado de precipitados
12.3.2. Capacidad de filtración
12.3.3. Diseño de filtros
12.4. Filtración centrífuga
12.5. Tipos de filtros y aplicaciones
Tema 13. FLUIDIZACIÓN EN DOS FASES
13.1. Concepto de leho fluidizado y características.
13.2. Pérdida de presión en un lecho fluidizado y potencia necesaria de bombeo
13.3. Velocidad mínima de fluidización y velocidad de arrastre
13.4. Aplicaciones de la fluidización discontinua
13.5. Aplicaciones de la fluidización continua
13.5.1. Transporte neumático
13.5.2. Transporte hidráulico
Tema 14. AGITACIÓN Y MEZCLA DE FLUIDOS
14.1. Equipos para la agitación y mezcla
14.2. Cálculo de la potencia de agitación
14.2.1. Fluidos newtonianos
14.2.2. Fluidos no newtonianos
14.3. Agitación de sistemas gas-líquido

4. BIBLIOGRAFÍA
1. Bird, R.B, Stewart, W.E. y Lightfoot, E.N. Fenómenos de transporte : un estudio
sistemático de los fundamentos del transporte de materia, energía y cantidad de
movimiento. Ed. Reverté (1998).
2. Brown, G.G. y Calvet, F. Operaciones Básicas de la Ingeniería Química. Ed. Marín.
(1965)
3. 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).
4. Coulson and Richardson. Chemical Engineering. Vol I. 5th
ed. Butterworth, 1996.
5. 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).
6. De Nevers, Noel. Fluid mechanics for chemical engineer. Ed. McGraw-Hill, 1991.
7. Foust, A.S. y cols. Principios de Operaciones Unitarias. Ed. Compañía editorial
continental. (1972)
8. Geankoplis, C.J. y Christies, J. Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias. Ed.
Compañía editorial continental (1998)
9. Gerhartz, W., Ullmann, F. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim :
VCH, .5th ed. (1985).
10. Levenspiel, O. Flujo de Fluidos e Intercambio de Calor. Ed. Reverté, Barcelona
(1993, 1996, 1998).
11. Ocón, J.; Tojo, G. Problemas de Ingeniería Química, volumen I y II. Ed. Aguilar
(1986)
12. Perry, R. H., Green, D. W., Maloney, J. O. Manual del Ingeniero Químico. Ed.
McGraw-Hill, Mexico (1993).
13. Perry, R. H., Green, D. W., Maloney, J. O. Perry's Chemical Engineers'Handbook.
Ed. McGraw-Hill, New York (1997).
14. Valiente, A. Problemas de flujo de fluidos. Ed. Limusa (1998).
15. Wilkes, James O. Fluid mechanics for chemical engineers.Ed. Prentice Hall, 1999
METODOLOGÍA
Clases de teoría y resolución de problemas numéricos.
SISTEMA DE EVALUACIÓN

5. Para aprobar la asignatura el alumno deberá tener una nota final ≥5 puntos sobre un
total de 10. La evaluación de los conocimientos adquiridos por el alumno se realizará
teniendo en cuenta las siguientes actividades:
• Realización de dos exámenes parciales. El segundo parcial coincidirá con el examen
final. Aquellos alumnos que hayan superado el 1er
parcial podrán optar por eliminar
esta materia y examinarse en el final solo de 2º parcial. En este caso, la calificación
final será la nota media de ambos parciales, siempre y cuando el 2º parcial haya sido
aprobado. Para las convocatorias extraordinarias no se conservarán calificaciones de
parciales aprobados en convocatorias ordinarias. Los exámenes parciales y finales
consistirán en la resolución de cuestiones teóricas y problemas numéricos.
• Durante el curso, los alumnos que lo deseen podrán agruparse (máximo 3 alumnos)
para realizar trabajos sobre aspectos específicos de los temas. La calificación máxima
será de 2 puntos; computable solamente en caso de aprobar la asignatura.

6. Para aprobar la asignatura el alumno deberá tener una nota final ≥5 puntos sobre un
total de 10. La evaluación de los conocimientos adquiridos por el alumno se realizará
teniendo en cuenta las siguientes actividades:
• Realización de dos exámenes parciales. El segundo parcial coincidirá con el examen
final. Aquellos alumnos que hayan superado el 1er
parcial podrán optar por eliminar
esta materia y examinarse en el final solo de 2º parcial. En este caso, la calificación
final será la nota media de ambos parciales, siempre y cuando el 2º parcial haya sido
aprobado. Para las convocatorias extraordinarias no se conservarán calificaciones de
parciales aprobados en convocatorias ordinarias. Los exámenes parciales y finales
consistirán en la resolución de cuestiones teóricas y problemas numéricos.
• Durante el curso, los alumnos que lo deseen podrán agruparse (máximo 3 alumnos)
para realizar trabajos sobre aspectos específicos de los temas. La calificación máxima
será de 2 puntos; computable solamente en caso de aprobar la asignatura.