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Trabajo Académico Escuela Profesional de INGENIERIA AMBIENTAL

2018-II

OPERACIONES UNITARIAS EN INGENIERIA AMBIENTAL

2404-24310

HUAMBACHANO MARTEL MAXIMO

Docente:

VI

Ciclo:

Sección:

01

Módulo II

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Nota:

Hasta el Domingo 30 de diciembre 2018 Hasta las 23.59 PM Recomendaciones:

1. Recuerde verificar la correcta publicación de su Trabajo Académico en el Campus Virtual antes de confirmar al sistema el envío definitivo al Docente. Revisar la previsualización de su trabajo para asegurar archivo correcto. 2.

Las fechas de publicación de trabajos académicos a través del campus virtual DUED LEARN están definidas en la plataforma educativa, de acuerdo al cronograma académico 2018-II por lo que no se aceptarán trabajos extemporáneos.

3.

Las actividades de aprendizaje que se encuentran en los textos que recibe al matricularse, servirán para su autoaprendizaje mas no para la calificación, por lo que no deberán ser consideradas como trabajos académicos obligatorios.

Guía del Trabajo Académico: 4.

Recuerde: NO DEBE COPIAR DEL INTERNET, el Internet es únicamente una fuente de consulta. Los trabajos copias de internet serán verificados con el SISTEMA ANTIPLAGIO UAP y serán calificados con “00” (cero).

5. Estimado alumno: El presente trabajo académico tiene por finalidad medir los logros alcanzados en el desarrollo del curso. Para el examen parcial Ud. debe haber logrado desarrollar hasta el 5 y para el examen final debe haber desarrollado el trabajo completo.

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Trabajo Académico Criterios de evaluación del trabajo académico: Este trabajo académico será calificado considerando criterios de evaluación según naturaleza del curso:

Presentación adecuada del trabajo

Considera la evaluación de la redacción, ortografía, y presentación del trabajo en este formato.

2

Investigación bibliográfica:

Considera la revisión de diferentes fuentes bibliográficas y electrónicas confiables y pertinentes a los temas tratados, citando según la normativa APA. Se sugiere ingresar al siguiente enlace de video de orientación:

3

Situación problemática o caso práctico:

Considera el análisis contextualizado de casos o la solución de situaciones problematizadoras de acuerdo a la naturaleza del curso.

4

Otros contenidos

Considera la aplicación de juicios valorativos ante situaciones y escenarios diversos, valorando el componente actitudinal y ético.

1

Preguntas: Las CUATRO tareas que se detallan a continuación, involucran las consideraciones siguientes: Primero: Para cada uno de los procesos solicitados se debe identificar y seleccionar un sistema particular que permita realizar la aplicación solicitada en forma real y efectiva, a partir de las cuales se pueda definir datos y valores. Segundo: La presentación involucra entre otros detalles la presentación de capturas fotográficas secuenciales de las actividades realizadas, que permita verificar y analizar el proceso presentado. Tercero: El/la autor deberá detallar las actividades demostrando por escrito y gráficamente sus acciones, que le ha permitido llegar a las conclusiones finales. POR ULTIMO: EL TRABAJO DEBE SER INEDITO Y PERSONAL, EVITAR CIRSCUNSTANCIAS QUE COMPROMETAN LA EVALUACION. ¡SUERTE! INTRODUCCION

La Ingeniería Ambiental tiene como herramientas de trabajo para el manejo ambiental de las Operaciones Unitarias, que en la especialidad se dividen en Operaciones Unitarias I y II. Sin embargo, estos temas enfocados a este nivel se tiene poca información en el campo de la Ingeniería Ambiental, dado que esta ingeniería aún es joven. Por tal razón, este Texto: Operaciones Unitarias II para Ingeniería Ambiental es un instrumento pedagógico que permitirá contribuir en el logro de las estrategias didácticas del proceso enseñanza-aprendizaje, dado que su contenido favorece el 2TADUED20182DUEDUAP

Trabajo Académico desarrollo de toda malla curricular de Ingeniería Ambiental o de ciencias ambientales; fundamentalmente porque los temas que son analizados con aplicación de las ciencias matemáticas, físicas y ambientales OBJETIVOS

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Diseñar operaciones unitarias y las reacciones químicas, bioquímicas y biotecnológicas

MARCO TEORICO

El estudio de la Ingeniería Ambiental en su conjunto no encuentra muchos textos en que poder documentarse. Si embargo, en estos últimos años han aparecido algunos textos de Ingeniería Ambiental, el cual motiva a que se tenga mayor interés en nuevas publicaciones en este campo, sobre t do a nivel especializado, de manera de poder conocer mejor nuestro sistema y cómo actuar según la necesidad; cuyos elementos es un aporte en este texto. La Ingeniería Ambiental fundamenta su actividad en la aplicación tecnológica de una producción amigable con el ambiente y para revertir los efectos de dicha actividad, como son el tratamiento y depuración de contaminantes, de tal manera que se logre el manejo ambiental de los recursos naturales, teniendo en cuenta la prevención, conservación y restauración de dichos recursos con visión holística para el desarrollo sostenible de la humanidad. Las Operaciones Unitarias II para Ingeniería Ambiental, tiene los cont nidos para coadyuvar a estos fines, puesto que basa su estudio en la en la transferencia del calor, dotando a los alumnos de los instrumentos generales teóricos para que ellos los puedan aplicar mediante tecnología específica en el tratamiento de materiales de acuerdo a su tipo de estado (Kiely G., 1999). Además, las Operaciones Unitarias II aplica los balances másicos y energéticos en los equipos industriales de tal forma que se optimicen los resultados, para lo cual especifica los tipos de equipos de acuerdo a las técnicas de separación y de transferencia de masa. Por lo que, las operaciones unitarias permiten la solución de problemas amplios y vastos de la industria y la manipulación de sus procesos (Foust A., et. al.; 1990).

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Trabajo Académico DESARROLLO Tarea N° 01 (4ptos) En su entorno personal, ubique un sistema particular que cumpla con los requisitos de estudio y análisis que le permita desarrollar un proceso de transferencia de calor, en forma real a partir de la cual definir valores y magnitudes. En la aplicación se debe medir la o las temperaturas presentadas, el tiempo, distancia y medio de transferencia, tanto del emisor de calor como del receptor. Al final definir como mínimo dos conclusiones del trabajo realizado.



El modelo más simple creado ha sido un tubo horizontal sin pared al que se aplica un flujo de calor uniforme a lo largo de su superficie. Con este modelo se ha validado la malla utilizada en el volumen del fluido calo-portador y la metodología de procesado de resultados para obtener el número de Nusselt local y promedio para la zona de flujo desarrollado. Los resultados se correlacionan con la distancia adimensional y con el número de Reynolds, respectivamente, comparando los resultados numéricos con las correlaciones experimentales para convección mixta y forzada disponibles en la bibliografía consultada.

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Se ha corroborado por comparación con el patrón de flujo en el interior del conducto la aparición de las recirculaciones típicas de la convección mixta para el rango de números de Rayleigh para el que se han realizado las simulaciones



Se han comparado los resultados del modelo con tubo simple con los obtenidos para un modelo al que se le ha añadido la pared del conducto, la soldadura y el abosrbedor para un tubo. Con ello se han podido verificar las diferencias existentes entre la aplicación de un flujo uniforme de calor en la pared del tubo y uno aplicado sobre la pared superior del absorbedor.



Se ha obtenido una correlación para número de Nusselt correspondiente a la región de flujo desarrollado para el modelo de un solo tuvo con absorbedor donde se comprueba un ligero aumento de éste parámetro con respecto al caso de tubo simple. Este hecho pues ser debido al aumento en la intensidad de las recirculaciones el interior del conducto debido a la mayor asimetría acimutal que se obtiene para la temperatura de pared

Tarea N° 02 (4ptos) En su entorno personal, ubique un sistema particular que cumpla con los requisitos de estudio y análisis que le permita desarrollar un proceso de transferencia de masa, aplicando un caso 4TADUED20182DUEDUAP

Trabajo Académico real a partir de la cual definir valores y magnitudes. En este contexto definir valores antes, durante y después del evento. Definir medios y herramientas a utilizar. Al término establecer como mínimo dos conclusiones del evento desarrollado.

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El estudio de la transferencia de masa es importante en la mayoría de los procesos químicos que requieren de la purificación inicial de materias primas y la separación de productos y subproductos, así como para determinar los costos, el análisis y diseño del equipo industrial para los procesos de separación

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El transporte molecular de momentum, calor y masa es descrito por la ley general del transporte molecular, deducida a partir de la teoría cinética de los gases y están caracterizados por el mismo tipo general de ecuación

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La velocidad de rapidez de Fick es el modelo matemático que describe el transporte molecular de masa en procesos o sistemas donde ocurre la difusión ordinaria, convectiva o ambas

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La difusividad de masa es un parámetro que indica la facilidad con que un compuesto se transporta en el interior de una mezcla, ya en gases, líquidos y sólidos

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El transporte molecular de masa ocurre usualmente debido a un gradiente de concentración, pero en algunas ocasiones es debido a un gradiente de temperatura, presión o por la acción de una fuerza impulsora

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El mecanismo real de transporte difiere en gran medida entre gases, líquidos y sólidos debido a las diferencias sustanciales en la estructura molecular de los 3 estados físicos

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Las moléculas gaseosas se difunden con mayor facilidad que las moléculas de líquido debido a que las moléculas de gas tienen pocas moléculas vecinas con las que pueda interactuar y las fuerzas son relativamente débiles; en los sólidos las fuerzas intermoleculares son suficientemente grandes para mantener a las moléculas en una distribución fija.

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Por lo tanto los gases se difunden con mayor facilidad que los líquidos y los sólidos

Tarea N° 03 (5ptos) Existen en nuestro entorno, sistemas termodinámicos donde se presentan esquemas diferenciados, de valores de humedad y temperaturas, los cuales deben ser medidos y 5TADUED20182DUEDUAP

Trabajo Académico conocidos. En ese contexto elija en su entorno personal o profesional un sistema particular que le permita, aplicando un diagrama psicométrico definir:

a. La temperatura seca. Se llama temperatura seca del aire, o más sencillamente temperatura seca, a la del aire, prescindiendo de la radiación calorífica de los objetos que rodean ese ambiente y de los efectos de la humedad relativa y de la velocidad del aire

b. Temperatura húmeda. Se emplea históricamente en las estaciones meteorológicas para calcular la humedad relativa del aire y la temperatura de rocío, mediante fórmulas matemáticas o gráficos/cartas psicrométricas, utilizando como datos las temperaturas de bulbo húmedo y de bulbo seco (esta última es la temperatura medida con un termómetro

c. Humedad absoluta. Se llama Humedad absoluta a la cantidad de vapor de agua (generalmente medida en gramos) por unidad de volumen de aire ambiente

d. Humedad relativa. Humedad relativa, o "RH", mide la cantidad de agua en el aire en forma de vapor, comparándolo con la cantidad máxima de agua que puede ser mantenida a una temperatura dada.

e. Temperatura de rocío. Punto de rocío a presión: la temperatura a la que el vapor de agua comienza a condensarse con una presión superior a la atmosférica (temperatura de condensación que afecta en una instalación de aire comprimido). Tarea N° 04 (5ptos) Teniendo en cuenta que desde la antigüedad se utilizan procesos para la conservación de alimentos, se solicita que investigue y desarrolle un proceso doméstico, similar al de la liofilización, que permita elaborar alimentos para aves. Formule al final de su trabajo conclusiones válidas.

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Trabajo Académico 1. Pasteurización. Esta técnica es muy usada en los productos lácteos, como la leche y el queso. ... 2. Refrigeración. Método que conserva los alimentos gracias al descenso de la temperatura. ... 3. Congelación. Para congelar se deben aplicar temperaturas inferiores a 0°C, lo óptimo es de -18°C. ... 4. Envasado al vacío. ... 5. Salazón Bibliografía 

ADAMS. Pasteurización de lácteos. http://www.idfa.org/facts/milk/pasteur.cfm

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BIRD BYRON, STEWART WARREN, LIGHFOOT EDWIN. “Fenómenos de Transporte”. Editorial Reverté S.A. México. 2014.

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BROWN GEORGE. “Operaciones Básicas en Ingeniería Química”. Editorial Marín S.A. España. 2015.

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CHOPEY NICHOLAS y HICKS TYLER. “Manual de Cálculos de ingeniería Química”. Editorial Mc Graw Hill. México. 2017.

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