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• Jorge Vallejos

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE ENERGIA, FISICA Y MECANICA

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SILABO DE LA ASIGNATURA TRANSFERENCIA DE CALOR NIVELACION 2020-0

I.- DATOS GENERALES 1.1 Facultad 1.2 Escuela Profesional 1.3 Nivel de Exigencia 1.4 Prerrequisito 1.5 Ciclo de Estudios 1.6 Semestre Académico 1.7 Duración del Ciclo 1.7.1 Fecha de inicio 1.7.2 Fecha de término 1.8 Código de la Asignatura 1.9 Extensión Horaria 1.9.1 Hora Teoría 1.9.2 Hora Práctica 1.10 Créditos 1.10 Docente Responsable

Ingeniería Ingeniería Mecánica Obligatorio 160033 VIII 2020- 0 8 semanas 13/01/2020 13/03 /2020 160046 03 02 05 M.Sc. Hugo R. Calderón Torres

II.- SUMILLA Transferencia de Calor es una asignatura, dentro del Programa curricular de la Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica. En sentido general, este curso comprende el estudio de las relaciones físicomatemáticas de los principales mecanismos de transmisión de calor como son la conducción, convección y radiación; así mismo estudia los fenómenos asociados a la transferencia de calor con cambio de fase y el diseño y selección de intercambiadores de calor.

III.- OBJETIVOS 3.1 OBJETIVO GENERAL 3.1.1 Deducir y aplicar los principios fisicomatemáticos que gobiernan los mecanismos de transferencia de calor. 3.1.2 Aplicar los fundamentos de los métodos analizados en el diseño de equipos industriales, en la construcción de equipos empleados en la transferencia de calor.

3.2 OBJETIVOS TERMINALES 3.2.1 Calcular el flujo de calor y las conductancias en un proceso térmico, cuando la transferencia de calor se realiza por el mecanismo conductivo. 3.2.2 Evaluar el coeficiente convectivo, la resistencia y el flujo de calor en un proceso de transferencia de calor por convección natural y forzada, en diversas superficies. 3.2.3 Analizar los mecanismos de transferencia de calor asociados con el cambio de fase. 3.2.4 Analizar las variables que gobiernan la absorción, reflexión y transmisión de calor por el mecanismo de la radiación, así como los factores de forma y circuitos térmicos radiativos. 3.2.5 Evaluar los métodos más adecuados que permitan relacionar los parámetros necesarios en el diseño y construcción de intercambiadores. 3.2.6 Resolver problemas prácticos en el campo de la ingeniería relacionados con los mecanismos

fundamentales de transferencia de calor y con el diseño de equipos para tal fin. IV.- PROGRAMACION INSTRUCCIONAL 4.1 UNIDADES DIDACTICAS UNIDAD N° 1 UNIDAD N° 2 UNIDAD N° 3

Transferencia de Calor Por Conducción Transferencia de Calor por Convección Transferencia por Radiación e Intercambiadores de calor

V.- PROGRAMACION DE CONTENIDOS

1° UNIDAD

Transferencia de Calor Por Conducción

DURACION 1ra Sesión

06 Sesiones Principios de transferencia de calor. Leyes básicas. Conductividad térmica. Transferencia de calor por conducción, radiación y convección. Ley de Fourier. Conducción unidimensional de calor en régimen estacionario, sin fuente interna de calor. Problemas Superficies planas: simples y compuestas. Superficies cilíndricas y esféricas: simples y compuestas. Problemas. Prácticas de Laboratorio Conducción unidimensional de calor en régimen estacionario, con fuente interna de calor. Problemas. Prácticas de Laboratorio Superficies Extendidas. Eficiencia de superficies aleteadas. Problemas. Prácticas de Laboratorio. Conducción en régimen permanente bidimensional y tridimensional. Problemas. Conducción unidimensional y bidimensional de calor en régimen transitorio. 1° Examen de Unidad.

2da Sesión 3ra Sesión 4ta Sesión 5ta Sesión 6ta Sesión

2° UNIDAD

Transferencia de Calor por Convección

DURACION 7ta Sesión

05 Sesiones Transferencia de calor por convección. Análisis dimensional. Transferencia de calor en la capa límite. Problemas. Convección forzada sobre superficies exteriores. Alrededor de objetos sumergidos: cilindros, placas y esferas. Problemas. Prácticas de Laboratorio Convección forzada en el interior de tuberías. Flujo laminar. Flujo turbulento. Flujo de transición sobre superficies horizontales y verticales. Problemas. Prácticas de Laboratorio Convección natural. Determinación de la resistencia térmica por convección. Problemas. Visita técnica a Planta de Producción. Transferencia de calor con cambio de fase. Condensación. Ebullición. Curvas de ebullición. Examen de Unidad

8ta Sesión 9va Sesión 10va Sesión 11va Sesión

3° UNIDAD

Transferencia por Radiación e Intercambiadores de calor

DURACION 12va Sesión

05 Sesiones Radiación térmica. Absorción, Reflexión y Transmisión del calor radiactivo. Cuerpos negros. Superficies grises. Factores de forma. Radiación de gases y vapores. Problemas Introducción al diseño de intercambiadores. Coeficiente global de transferencia de calor: U. Factores de Incrustación. Problemas. Prácticas de Laboratorio Cálculo de LMTD. Intercambiadores de flujo paralelo, contracorriente y cruzado. Problemas. Prácticas de Laboratorio Eficiencia de intercambiadores: NUT. Problemas. Transferencia de Masa. Difusión Examen de Unidad

13va Sesión 14va Sesión 15va Sesión 16va Sesión

VI.- ESTRATEGIAS DE TRABAJO 6.1 ESTRATEGIAS DEL DOCENTE 6.1.1 Conducir el desarrollo del curso de acuerdo a la programación establecida. 6.1.2 Seleccionar medios y materiales educativos. 6.1.3 Cada tema del contenido se considera logrado, si se realiza una o más de las siguientes actividades: Una práctica experimental, trabajos de aplicación, monografías, diseños, reparación o construcción de equipos, así como las evaluaciones respectivas. 6.1.4 Conformar Equipos de Trabajo, investigación y una evaluación permanente. 6.1.5 Exigencia permanente en el autoaprendizaje. 6.1.6 La entrega y sustentación de informes por actividad. 6.2 ESTRATEGIAS DEL ESTUDIANTE 6.2.1 Revisar y leer los materiales de clase y símiles antes de cada sesión de clase o actividad. 6.2.2 Cumplir con prepararse para todas las actividades previstas para el desarrollo de cada Unidad. 6.2.3 Trabajar en forma grupal para la discusión de los temas de exposición. Solución de problemas y ejecución de experimentos. 6.2.4 Realizar de manera continua y permanente actividades de autoaprendizaje. 6.2.5 Cumplir con la realización, entrega y sustentación de los informes de prácticas, monografías y demás actividades. 6.2.6 Consultar oportunamente al profesor, las dificultades de aprendizaje VII .- MEDIOS Y MATERIALES 7.1 RECURSOS HUMANOS • Docente responsable de la asignatura. • Estudiantes 7.2 AMBIENTES FISICOS • Aula de Clases. Laboratorios de la Facultad de Ingeniería. • Biblioteca Central • Salas de consulta por Internet. • Instalaciones de plantas industriales y empresas relacionadas 7.3 MATERIALES • Instrumentos y equipos de los laboratorios. • Materiales didácticos de las Bibliotecas. • Manuales, módulos, separatas, guías, videos, textos, normas. • Sala Docente. Aulas y grupos virtuales de clase del Profesor. • Pizarra, equipos audiovisuales, computadoras y afines.

VIII.- CRITERIO Y SISTEMAS DE EVALUACION DEL ESTUDIANTE 8.1 DE LA ASISTENCIA Art. 91.- La asistencia clases de teoría y práctica es obligatoria y puntual. El estudiante tendrá quince (15) minutos de tolerancia para llegar a clase y ser considerado como presente en la lista de asistencia. Pasado este límite, las tardanzas serán consideradas inasistencias. En casos excepcionales, se podrá admitir una justificación, sí se tratará de una emergencia que le hubiera impedido su presencia. 8.2 DE LAS ACTIVIDADES El Estudiante deberá participar activamente en las sesiones clases y prácticas, presentando en las fechas programadas las tareas, informes y demás acciones previstas. 8.3 DE LA EVALUACION Art. 122.-La evaluación del aprendizaje en la UNS, es sistémica comprende los siguientes tipos: a. Evaluación de Inicio, para determinar los aprendizajes previos y requisitos b. Evaluación de Proceso, para determinar la evolución del aprendizaje y considerar actividades de aprendizaje con fines de mejora. c. Evaluación de Salida, para determinar el resultado final del logro de capacidades y competencias. 8.4 DE LOS PROMEDIOS PONDERADOS DE UNIDADES Art. 126.- La evaluación parcial y final, contempla los siguientes tipos de examen y ponderación: • P.E = Examen de Unidad : Peso 2 • ETE = Evaluación de tareas de ejecución : Peso 1

IX.- REQUISITOS DE APROBACIÓN Y PROMOCION 9.1 FORMULA DE NOTAS • UNIDAD U = ( 2*PE + ETE ) 3 •

Dónde:

P.E : Examen de Unidad ETE.: Evaluación de tareas de ejecución Ui : Nota de unidad

FINAL N = (U1 + U2 + U3 ) / 3

9.2 REGLAMENTO ACADEMICO DE LA APROBACION • Art. 143.- El sistema de calificación es único para todas las asignaturas que se dictan en la UNS. Comprende la escala de 0 a 20. La nota mínima aprobatoria es 11. Toda fracción en la calificación de las pruebas escritas y evaluaciones de tareas de ejecución, así como en el cálculo de los promedios de la primera unidad y de segunda de la asignatura, igual o mayor a 0,5 es redondeada al entero superior a favor del estudiante. DE LOS REZAGADOS • Art. 149.-La inasistencia injustificada a un examen de unidad es calificado con cero (0). El estudiante que no se presente a un examen de unidad por razones debidamente justificadas, debe en un plazo de 24 horas, solicitar por escrito esta evaluación al Director de la Escuela, acompañando a su solicitud los documentos probatorios correspondientes y cancelando las tasas respectivas. El Director de Escuela, evalúa dicha solicitud y de ser favorable lo deriva al Departamento Académico en un plazo no mayor de 24 horas. El Director del Departamento, dispone que el docente de la asignatura proceda a atender lo determinado por el director de la escuela en un plazo no mayor de 48 horas. El estudiante puede rezagar solo un examen escrito por asignatura. • Art. 151.-En caso que un estudiante habiendo solicitado el examen de rezagado, no lo rinde en la fecha programada, no podrá recuperar la nota cero (0) por ningún motivo. DE LA INASISTENCIA E INHABILITACION • Art. 92.- El estudiante que registre el 30% de inasistencias a clases en una asignatura, es considerado inhabilitado. El docente es responsable de la aplicación de esta norma y quien comunica a la escuela. Una vez inhabilitado el calificativo en dicha asignatura, equivale a cero (0) para el cálculo del promedio ponderado correspondiente.

X.- BIBLIOGRAFIA •

Incropera, F. P 2011 “Fundamentos de Transferencia de Calor”. Edit. Jhon Wiley & Sons, Inc. New York. 6ta. Ed. México. Prentice-Hall Hispano Americana S.A. • Kreith, F. 2010 “Principios de Transferencia de Calor”. Edit. Thomson Learning, Inc. 8va. Ed. México. International Thomson Editores, S.A. de C.V. • Holman, J. P. 2010 “Transferencia de Calor”. Edit. McGraw-Hill Book Company Inc, New York.8va.Ed.España • Cengel, Y. A. 2011 “Transferencia de Calor”. Edit. McGraw- Hill Interamericana Editores S.A. de C.V. 5ta. • Karlekar, B. V. 1999“Transferencia de Calor”. Edit. West Publishing Co. New York. 2da. Ed. México. McGraw-Hill Interamericana de México, S. A. • Krasnoschiokov, F. “Problemas de Termo transferencia”. Edit. MIR. Moscú. Trad. Virgilio Llanos M.328 pág. • Calderón, T.H. 2017 “Apuntes de Transferencia de Calor en Ingeniería”. Módulos de la Universidad Nacional del Santa. • Calderón, T.H. 2017 “Manual de prácticas de Laboratorio de Transferencia de Calor”. Guías de la Universidad Nacional del Santa.