________________________________________________________________Curso: 2007/08Centro: Facultad de Ciencias ExperimentalesEstudios: Ingeniero QuímicoAsignatura: DISEÑO DE EQUIPOS E INSTALACIONESCódigo:Ciclo: 2º Curso: 5ºCuatrimestre: 1ºCarácter: TroncalCréditos teóricos: 4,5Créditos prácticos: 3,0Área: Ingeniería QuímicaDepartamento: Ingeniería QuímicaDescriptores: Comportamiento de los materiales. Corrosión. Inspección de materiales. Diseño de plantas de proceso. Escalado.__________________________________________________________________________

TEMARIO DE TEORÍA

Parte I. Materiales

Tema 1.- Materiales: propiedades mecánicas. Elección de materiales para las plantas químicas. Tipos de materiales. Estructura de los sólidos cristalinos: dislocaciones y deformación plástica. Propiedades mecánicas. Ensayo esfuerzo-deformación o de tracción: módulo de elasticidad; límite elástico, resistencia a la tracción, ductilidad, resiliencia, tenacidad. Dureza. Fractura dúctil y frágil. Ensayos de Charpy e Izod: transición dúctil-frágil. Tensión y deformación reales. Endurecimiento por deformación plástica. Ensayos de termofluencia. Fatiga del material. Variabilidad de las propiedades mecánicas. Tensión de trabajo

Tema 2. Metales y aleaciones. Mecanismos de refuerzo de metales monofásicos. Recuperación, recristalización y crecimiento de grano. Diagramad de fases: diagrama hierro-carbono. Diagrama de transformación por enfriamiento continuo. Comportamiento mecánico de los aceros al carbono. Tratamientos térmicos de los aceros. Clasificación y nomenclatura de los aceros. Metales más comunes en Ingeniería Química.

Tema 3. Polímeros y cerámicas. Polímeros: comportamiento esfuerzo-deformación, deformación en polímeros semicristalinos, fusión y transición vítrea, polímeros termoplásticos y termoestables, deformación de elastómeros, plásticos para la construcción más comunes en Ingeniería Química. Cerámicas: fractura frágil, comportamiento tensión-deformación, mecanismos de deformación plástica, porosidad, dureza, clasificación, cerámicas de ingeniería.

Tema 4. Corrosión y degradación de materiales. Introducción. Relaciones entre la termodinámica y la corrosión: ecuación de Nernst, pilas galvánicas. Velocidad de corrosión: polarización. Pasivación. Factores ambientales. Formas de corrosión: uniforme, galvánica, por aireación diferencial, por picaduras, intergranular, selectiva, erosiva, bajo tensiones. Corrosión ambiental. Prevención frente a la corrosión: protección catódica. Cartas de corrosión.

Parte II. Diseño de equipos

Tema 5. Diseño de recipientes a presión y tanques de almacenamiento. Recipientes sometidos a presión interna, recipientes sometidos a presión externa, recipientes sometidos a cargas combinadas. Soportes. Recipientes horizontales y esféricos.

Tema 6. Diseño mecánico de torres altas. Cálculo de la altura y espesor en función de las cargas a que estén sometidas.

Tema 7.- Diseño y elección de tuberías. Selección de tuberías. Estándar y normas de tuberías. Accesorios.

Tema 8.- Diseño de intercambiadores de calor. Introducción y clasificación. Intercambiadores de haz tubular: descripción y dimensiones típicas. Cálculo termodinámico de intercambiadores de haz tubular: coeficiente global de transmisión, caída de presión, superficie del intercambiador, procedimiento de diseño, elección del tipo de intercambiador de haz tubular, cálculo mecánico y materiales utilizados. Ejemplos prácticos de cálculo de un intercambiadores de calor de haz tubular.

Parte III. Diseño de procesos

Tema 9. Síntesis de procesos. Etapas en ingeniería de procesos. Desarrollo de diagramas de flujo. Síntesis de redes de intercambiadores de calor. Método del punto de pliegue: integración de calor y diseño de redes. Diagramas compuestos temperatura entalpía. Curvas de entalpía compuesta para sistemas sin pliegue. Estimación de las áreas de intercambiadores de calor. Síntesis de sistemas de separación: selección de procesos de separación, diseño de columnas de destilación, análisis económico de columnas de destilación, técnicas de síntesis de sistemas de separación, reglas heurísticas.

Tema 10. Consideraciones generales sobre la ubicación. Introducción. Localización de la planta y selección de la ubicación. Disposición del lugar. Disposición de la planta. Servicios. Consideraciones medioambientales.

TEMARIO DE PRÁCTICAS

CorrosiónEjercicios numéricos sobre los temas que componen el temario de teoría. Se simultanearán con las clases de teoría.

BIBLIOGRAFÍA

- Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales. W.D. Callister, Reverté, 1995.- Corrosión y control de la corrosión, Herbert H. Uhlig. Urmo, S.A. de ediciones, 1979.- Coulson and Richardson’s Chemical Engineering. Vol. 6. Chemical Engineering Design. R.K. Sinnot.

Third edition. Butterworth Heinemann. Elsevier Science (1999)- Equipos para la industria química y alimentaria. J. Baquero y V. Llorente. Alhambra, 1985. - Pressure vessel handbook. Eugene F. Megyesy. Twelfth edition. Pressure vessel publishing, Inc., 2001.- Diseño de procesos en ingeniería química. Arturo Jiménez Gutiérrez. Ed. Reverté, 2003.- Analysis, Synthesis, and Design of Chemical Processes. Richard Turton, Richard C. Bailie, Wallace B. Whiting, Joseph A. Shaeiwitz. Second edition. Prentice Hall PTR, New Jersey, 2003.- Curso de Introducción al diseño de tuberías para plantas de proceso I y II. J. Antonio Clavijo Tornero. Universidad de Cádiz.- Diseño de tuberías para plantas de proceso. Howard F. Rase. 1ª edición. H. Blume Ediciones.- ASME B31.3 Process piping.- ASME IV. Rules for construction of heating boilers.- ASME VIII Division 1. Rules for construction of pressure vessels.- Fundamentos a la ciencia e ingeniería de los materiales. W. F. Smith. McGraw Hill. 3ª edición, 1998.- Control de la corrosión. Estudio y medida por técnicas electroquímicas. J.A. González Fernández,

Centro nacional de investigaciones metalúrgicas. Consejo superior de investigaciones científicas, 1989.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

Se realizará un examen parcial y un final. El examen parcial se realizará una vez finalizada la primera parte de la asignatura (Materiales). Este parcial será eliminatorio para los alumnos que lo aprueben. El examen final se realizará en el mes de enero o febrero de 2007 en la fecha fijada por la Facultad de Ciencias Experimentales.