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        Universidad de Guadalajara

1. DATOS GENERALES DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE (UA) O ASIGNATURA

Nombre de la Unidad de Aprendizaje (UA) o Asignatura

Clave de la UA

Elementos de Diseño de Equipo de Procesos Químicos

I5814

Modalidad de la UA

Tipo de UA

Área de formación

Valor en créditos

Escolarizada

Curso / Taller

Básica particular

7

UA de pre-requisito

UA simultáneo

UA posteriores

No aplica

No aplica

No aplica

Horas totales de teoría

Horas totales de práctica

Horas totales del curso

34

34

68

Licenciatura(s) en que se imparte

Módulo al que pertenece

Ingeniería Química (INQU)

1 Fundamentos de Procesos de Transformación

Departamento

Academia a la que pertenece

Ingeniería Química

Diseño de Equipo

Elaboró

Fecha de elaboración o revisión

Ortega Gudiño, Pedro

11/03/2017

2. DESCRIPCIÓN DE LA UA O ASIGNATURA

Presentación

Elementos de Diseño de Equipo de Procesos Químicos es la única referencia directa con el nombre que recibe el Módulo 1 de la carrera de Ingeniería Química, Fundamentos de Procesos de Transformación, ya que el contenido del curso gira en torno a conocer los diferentes equipos de proceso identificando su principal función, modo de operación general y aplicaciones en la industria química, todo a partir de sus representaciones gráficas y los cálculos básicos de los recipientes sujetos a presión. Además se imparte un tema de representación y análisis de datos de proceso en el que el alumno, mediante ecuaciones empíricas, desarrolla habilidades de predicción de propiedades a partir de información experimental.

Relación con el perfil

Modular

De egreso

Se identifican los Fundamentos de Procesos de Transformación a través de la descripción de los principales equipos de la industria química, sus planos de taller y su representación en diagramas de procesos químicos mediante el uso de herramientas de Diseño Asistido por Computadora, el cálculo básico de los recipientes sujetos a presión y el análisis y representación de datos de proceso.

Esta materia fortalece la competencia de analizar, desarrollar y operar procesos de transformación para la producción de bienes de valor agregado.

Competencias a desarrollar en la UA o Asignatura

Transversales

Genéricas

Profesionales

Utiliza Diseño Asistido por Computadora (CAD) para identificar equipos de procesos químicos. Estructura argumentos técnicos para realizar el diseño de equipo basado en las normas del cálculo de recipientes sujetos a presión.

Establece relaciones entre variables de proceso mediante la graficación y el análisis de datos experimentales.

Elabora un proyecto con base al trabajo colaborativo representando de forma efectiva un prototipo de equipo de proceso utilizando CAD.

Desarrolla habilidades para el auto aprendizaje de herramientas de cómputo relacionadas con la ingeniería.

Establece relaciones entre la función de los equipos de proceso y los parámetros necesarios para su diseño.

Emplea herramientas de cómputo para la representación de equipos y procesos químicos, así como para realizar gráficas y análisis de datos experimentales.

Saberes involucrados en la UA o Asignatura

Saber (conocimientos)

Saber hacer (habilidades)

Saber ser (actitudes y valores)

Interpretación de planos de taller de equipo de procesos químicos y diagramas de tubería e instrumentación (PID, por sus siglas en inglés).
Funciones básicas de los equipos de procesos químicos.
Cálculos elementales del diseño de recipientes sujetos a presión.

Manejo de herramientas de cómputo CAD y de análisis de datos para realizar representaciones gráficas de equipo y datos de proceso.

Discrimina y analiza información relevante para el diseño de equipo de procesos químicos.

Establece relaciones matemáticas entre variables de proceso mediante el empleo de ecuaciones empíricas.

Acuerda metas en común para organizar el trabajo en equipo, desde una perspectiva equitativa.

Valora el empleo de herramientas computacionales en la representación gráfica de equipo y datos de proceso.

Presenta sus productos mostrando interés y cuidado en su trabajo.

Cumple con los acuerdos establecidos en equipo.

 

Producto Integrador Final de la UA o Asignatura

Título del Producto: Plano de taller de un prototipo de equipo de procesos químicos.

Objetivo: Elaborar un plano de taller de alguno de los prototipos de equipo de procesos químicos del Laboratorio de Ingeniería Química de CUCEI, para demostrar que los alumnos han desarrollado habilidades de representación gráfica y análisis de variables de diseño de los procesos de transformación.

Descripción: El Laboratorio de Ingeniería Química cuenta con medio centenar de prototipos de equipos de procesos químicos, la mayoría construidos por profesores y alumnos de la carrera en más de 50 años de historia que tiene este espacio. Elegir uno de ellos para realizar un plano de taller que incluya:

  • Dimensiones del equipo, reportando unidades y escala.
  • Cuadro de boquillas indicando diámetros, materiales y servicios.
  • Información de materiales de construcción.
  • Especificaciones de los accesorios instalados.
  • Memoria de cálculo de los principales elementos que integren el prototipo de equipo de proceso químico.

3. ORGANIZADOR GRÁFICO DE LOS CONTENIDOS DE LA UA O ASIGNATURA

4. SECUENCIA DEL CURSO POR UNIDADES TEMÁTICAS

Unidad temática 1: Generalidades de dibujo técnico 

Objetivo de la unidad temática: Utiliza herramientas de CAD para representar -con acotaciones- figuras formadas por líneas, arcos y círculos, figuras tridimensionales a partir de sus proyecciones ortogonales y emplea herramientas de edición CAD para editar planos de taller de equipos de procesos químicos.

Introducción: El dibujo técnico es una pieza fundamental para el diseño de equipos de procesos químicos, ya que representa con precisión las dimensiones y características de los recipientes y accesorios empleados en la industria química. Las herramientas CAD es el estándar utilizado en la industria para crear y modificar planos de taller de los diagramas de flujo y equipos de procesos químicos.

Contenido temático

Saberes involucrados

Producto de la unidad temática

1.1 Herramientas CAD para representación de figuras 2-D.
1.1.1 Líneas, círculos, arcos.

1.1.2 Acotaciones.

1.1.3 Sistemas de unidades y escalas.
1.2 Edición CAD de representaciones de recipientes con vistas ortogonales.

Manejo de herramientas de Diseño Asistido por Computadora (CAD) para representar figuras en dos dimensiones.

Aplicación de los conceptos básicos del dibujo técnico (manejo de unidades, escalas, tipos de línea, acotaciones) para crear y editar representaciones CAD.

Interpretación de dibujos con vistas ortogonales de equipos de procesos químicos.

Reporte del prototipo de equipo de procesos químicos del Laboratorio de Ingeniería Química seleccionado para proyecto final. Deberá incluir:

  • Principal función del equipo.
  • Selección de sistema de unidades y escala para su representación gráfica.

Actividades del docente

Actividades del estudiante

Evidencia de la

 actividad

Recursos y materiales

Tiempo destinado*

Rescata la información que los alumnos conocen sobre los equipos de procesos químicos, para presentar los objetivos del curso relacionados con el dibujo técnico.
Propone realizar una representación gráfica de un terreno a mano para identificar los conceptos básicos del dibujo técnico (sistemas de unidades, acotaciones).

Identifican los alumnos el tamaño de los terrenos donde están instaladas las plantas químicas a las que aspiran trabajar.

Establece lineamientos claros para representar figuras con el apoyo de un programa de Diseño Asistido por Computadora (CAD)

Realiza representaciones en CAD de figuras sencillas tomando en cuenta sus dimensiones y el sistema de unidades empleado.
Ejecutar un levantamiento virtual a partir de un mapa en la web de una planta química para representarlo en CAD, utilizando capas (
layers) y realizando acotaciones

Comparte en redes sociales (twitter) utilizando un hashtag específico los ejercicios de dibujo técnico y una representación del terreno donde está instalada una planta química.

Videos tutoriales del manejo elemental del programa CAD.

https://drgudinho.com/ →
Elementos de diseño de equipo de procesos químicos I5814 → Semana 1

4

Trabaja dentro del aula para verificar características (uso de capas, especificación de unidades) de los ejercicios de dibujo técnico.
Recupera de los alumnos información sobre los recipientes sujetos a presión utilizando una estrategia de
preguntas inteligentes, para presentar los objetivos del curso relacionados con el diseño de equipos de procesos químicos.

Expone la función de un equipo de proceso químico y una representación gráfica de éste con vistas ortogonales.

Propone a los alumnos realizar búsquedas de recursos sobre reactores químicos.

Asesora al estudiante en el empleo de las herramientas de edición CAD de planos de taller.

Realiza más ejercicios de dibujo técnico usando CAD.

Asocia la información representada en un plano de taller de un equipo de procesos químicos para realizar una modificación solicitada con las herramientas CAD.

Construye un repositorio de recursos sobre reactores químicos.

Comparte en redes sociales (twitter) utilizando un hashtag específico i) los ejercicios de dibujo técnico, ii) la edición de una representación con vistas ortogonales de un reactor químico y iii) los recursos de información sobre reactores químicos.

Videos tutoriales del funcionamiento de equipo de proceso.
Consulta de un repositorio web de archivos de dibujo realizados con CAD.

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4

Examen parcial 1

Realiza diferentes ejercicios de representación de figuras en dos y tres dimensiones, utilizando CAD.

Documenta gráficamente una brida instalada, indicando el tipo y servicio que cumple.

Envía de forma digital un reporte con el producto de la unidad temática.

Comparte en redes sociales (twitter) utilizando un hashtag específico las cinco partes del examen parcial y además envía un formulario enviado a partir de su cuenta google académica.

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4

Unidad temática 2: Bridas, tuberías y diagramas de flujo

Objetivo de la unidad temática: Reconoce e identifica los diferentes tipos de bridas representándolas tanto en vista de corte como en 3D. Por medio de diagramas de tubería e instrumentación (P&ID) identifica  los principales accesorios utilizados en la industria química y la función general de los diferentes equipos de procesos químicos.

Introducción: El diagrama de flujo es la forma más efectiva de comprender un proceso químico ya sea a escala laboratorio, piloto o industrial. Identificar que las líneas en los diagramas de flujo representan tuberías y que éstas se unen mediante conexiones bridadas, establece las bases para comprender el funcionamiento general de un proceso químico, reconociendo la función general de cada una de sus operaciones.

Contenido temático

Saberes involucrados

Producto de la unidad temática

2.1 Tipos de bridas y sus dimensiones estándar.
2.1.1 Representación en vista de corte CAD de bridas estándar.
2.1.2 Representación 3D de bridas estándar.
2.2 Representación 3D básica a partir de proyecciones ortogonales.
2.3 Especificaciones de tuberías estándar.
2.3.1 Tuberías bridadas.
2.4 Diagramas de flujo de procesos químicos.
2.4.1 Representación de equipo y accesorios utilizados en las plantas químicas.
2.4.2 Diagramas de tuberías e instrumentación (PID).

Identifica los diferentes tipos de bridas y tuberías empleados en los procesos químicos, a partir la información representada en diagramas de tubería e instrumentación (PID).

Emplea CAD para representar bridas y tuberías en tercera dimensión y en vista de corte.

Por medio de la representación gráfica y análisis de los diagramas de flujo reconoce la función general de los diferentes equipos de proceso de equipo.

Entrega de los siguientes elementos del plano de taller del prototipo de equipo de procesos químicos del Laboratorio de Ingeniería Química seleccionado para proyecto final:

  • Diagrama CAD de tubería e instrumentación (P&ID).
  • Cuadro de boquillas indicando diámetros, materiales y servicios.
  • Especificaciones de los accesorios instalados.

Actividades del docente

Actividades del estudiante

Evidencia de la actividad

Recursos y materiales

Tiempo destinado

Plantea la representación de un diagrama de tuberías e instrumentación (PID) de un proceso encontrado en una referencia digital.

Propone a los alumnos realizar búsquedas de información pertinente sobre bridas.

Invita a los alumnos a identificar bridas instaladas en diferentes prototipos.

Realiza una búsqueda en repositorios digitales de diagramas de tubería e instrumentación (PID) para representarlo usando un CAD especializado.

Investiga la función de los diferentes tipos de bridas.

Produce un registro gráfico de los diferentes tipos de bridas instaladas en los prototipos de equipos de procesos químicos, del Laboratorio de Ing. Química (CUCEI).

Comparte en redes sociales (twitter) utilizando un hashtag específico i) un diagrama de tubería e instrumentación (PID), ii) recursos digitales con información de las bridas, iii) imágenes de diferentes bridas instaladas en algún prototipo de equipo de proceso.

Videos de exposición de diagramas de tuberías e instrumentación (PID) y de manejo del programa CAD especializado en ese tipo de diagramas.
https://drgudinho.com/ → Elementos de diseño de equipo de procesos químicos I5814 → Semana 3

4

Expone la utilidad de las vistas de corte para representar figuras tridimensionales con huecos o cavidades.
Propone un reto para que los alumnos interpreten información de dimensiones de bridas estándar en función de un tamaño nominal de tubería.

Establece una estrategia para realizar una representación tridimensional de una figura a partir de sus proyecciones ortogonales.

Plantea el uso de un programa CAD para representación de figuras en 3D, tomando como referencia las dimensiones de bridas estándar.

Realiza representación en vistas de corte de diferentes bridas estándar utilizando CAD.

Elabora ejercicios de representación de figuras tridimensionales a partir de sus proyecciones ortogonales.

Produce imágenes tridimensionales de bridas a partir de las dimensiones estándar.

Comparte en redes sociales (twitter) utilizando un hashtag específico i) bridas en vistas de corte,, ii) imágenes 3D a partir de proyecciones ortogonales, y iii) bridas en representación 3D.

Videos tutoriales para consultar la dimensiones de las bridas estándar, y para representación de las mismas en 3D.
https://drgudinho.com/ → Elementos de diseño de equipo de procesos químicos I5814 → Semana 4

4

Sesiones interactivas de solución de dudas.
Asesora al estudiante en el empleo de las herramientas CAD.

Realiza las actividades pendientes y corrige los comentarios realizados por el docente sobre las evidencias compartidas en las semanas previas.

Integra un portafolio de evidencias digital y lo comparte en redes sociales (twitter) -Examen Parcial 1-.

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4

Expone con ayuda de unos videos, los sistemas de producción de tuberías y comparte referencias bibliográficas especializadas sobre diseño de redes de tuberías.

Plantea el uso de una herramienta CAD para representar un reactor químico tubular, a partir de dimensiones estándar de las tuberías comerciales.

Coordina una visita al Centro Integral de Documentación de CUCEI para encontrar referencias de Diagramas de Flujo de procesos químicos, que representará y explicará en clase.

Representa un reactor tubular con base a un tamaño nominal con dimensiones estándar de tuberías y bridas. en CAD en tres dimensiones.

Produce en CAD un diagrama de flujo de un proceso químico en el que ocurre una transformación de una materia prima para la elaboración de un producto de valor agregado.

Comparte en redes sociales (twitter) utilizando un hashtag específico i) un reactor tubular en 3D, y ii) un diagrama de flujo de un proceso químico.

Videos de producción de tuberías. Referencias bibliográficas del diseño de sistemas de tuberías y de diagramas de flujo.

https://drgudinho.com/ → Elementos de diseño de equipo de procesos químicos I5814 → Semana 7

4

Examen Parcial 2

Realiza diferentes ejercicios de representación de tubería estándar y bridas en dos y tres dimensiones, utilizando CAD.

Representa un diagrama de flujo de un proceso químico que incluya un proceso de separación o de transferencia de masa y un proceso de transferencia de calor.

Envía de forma digital un reporte con el producto de la unidad temática.

Comparte en redes sociales (twitter) utilizando un hashtag específico las diferentes partes del examen parcial y además envía un formulario enviado a partir de su cuenta google académica.

https://drgudinho.com/ → Elementos de diseño de equipo de procesos químicos I5814 → Semana 10

4

Unidad temática 3: Equipos de procesos químicos

Objetivo de la unidad temática: Contrasta las funciones de los principales equipos utilizados en la industria química, y representa gráficamente algunos de ellos para reconocer sus principales elementos.  

Introducción: Los diagramas de flujo muestran cómo las diferentes operaciones unitarias se complementan en los procesos químicos para la obtención de productos de valor agregado. En esta unidad temática además de confirmar la función de cada etapa del proceso, se representarán gráficamente algunos de los diferentes equipos de procesos de la industria química.  

Contenido temático

Saberes involucrados

Producto de la unidad temática

3.1 Equipo para manejo y separación mecánica de materiales
3.2 Equipos de transferencia de calor
3.3 Equipos de transferencia de masa
3.4 Equipos de procesos de separación
3.5 Reactores químicos

Reconoce las diferentes funciones de los principales equipos de procesos químicos, y los representa usando herramientas CAD.

Consulta bibliografía pertinente sobre los fundamentos de operación de los equipos de procesos químicos.

Representa procesos químicos en tres dimensiones empleando CAD.

Entrega dibujo principal del plano de taller del prototipo de equipo de procesos químicos del Laboratorio de Ingeniería Química seleccionado para proyecto final, incluyendo:

  • Sistemas de unidades y escala.
  • Dimensiones -acotaciones-.
  • Capas -layers-.

Actividades del docente

Actividades del estudiante

Evidencia o de la actividad

Recursos y materiales

Tiempo destinado

Destaca el uso de los intercambiadores de calor a partir de su representación en los diagramas de flujo de procesos químicos.

Expone con ayuda de videos, la forma en que operan los equipos de transferencia de calor y su proceso de manufactura.

Propone realizar la representación gráfica en vistas de corte de diferentes intercambiadores de calor de acuerdo a la clasificación TEMA (Tubular Exchanger Manufacturers Association, Inc.).

Invita a los alumnos a realizar una revisión bibliográfica de libros de texto sobre equipos de transferencia de calor empleados en los procesos químicos.

Identifica la clasificación TEMA (Tubular Exchanger Manufacturers Association, Inc.) para los equipos de transferencia de calor y representa uno de ellos utilizando CAD.

Busca y reporta en formato APA literatura pertinente para realizar el diseño un equipo de transferencia de calor.

Comparte en redes sociales (twitter) utilizando un hashtag específico i) un equipo de transferencia de calor (clasificación TEMA) en vista de corte, y ii) un listado en formato APA de referencias bibliográficas sobre equipos de transferencia de calor.

Videos sobre el funcionamiento y manufactura  de equipo de transferencia de calor.

https://drgudinho.com/ → Elementos de diseño de equipo de procesos químicos I5814 → Semana 8

4

Apoyado en videos muestra los fundamentos de los equipos de procesos de separación y transferencia de masa, además de exponer su uso en la industria química.

Propone la representación en CAD de equipos de procesos de separación y transferencia de masa.
Invita a los alumnos a realizar una revisión bibliográfica de libros de texto sobre equipos de procesos de separación y transferencia de masa.

Expone apoyado en los diagramas de flujo, el proceso de producción de una especie química de valor agregado (exposición de alumnos sesión 1).

Representa en CAD dos equipos: i) de procesos de separación y ii) transferencia de masa.
Busca y reporta en formato APA literatura pertinente para realizar el diseño un equipo de procesos de separación y de transferencia de masa.

Comparte en redes sociales (twitter) utilizando un hashtag específico i) un equipo de procesos de separación, ii) un equipo de transferencia de masa, y iii) un listado en formato APA de de referencias bibliográficas sobre equipos de procesos de separación y de transferencia de masa.

Integra un portafolio de evidencias digital y lo comparte en redes sociales (twitter) -Examen Parcial 2-.

Videos sobre el funcionamiento y manufactura  de equipo de procesos de separación y de transferencia de masa.
https://drgudinho.com/ → Elementos de diseño de equipo de procesos químicos I5814 → Semana 9

4

Apoyado en videos muestra los fundamentos de los equipos de procesos de manejo y separación mecánica de materiales, además de exponer su uso en la industria química.

Propone la representación en CAD de equipos de manejo y separación mecánica de materiales.
Invita a los alumnos a realizar una revisión bibliográfica de libros de texto sobre equipos de procesos de manejo y separación mecánica de materiales.

Expone apoyado en los diagramas de flujo, el proceso de producción de una especie química de valor agregado (exposición de alumnos sesión 2).

Representa en CAD equipos de manejo y separación mecánica de materiales.
Busca y reporta en formato APA literatura pertinente para realizar el diseño un equipo de manejo y separación mecánica de materiales.

Comparte en redes sociales (twitter) utilizando un hashtag específico i) un equipo de manejo y separación mecánica de materiales, y ii) un listado en formato APA de de referencias bibliográficas sobre equipos de manejo y separación mecánica de materiales.

Videos sobre el funcionamiento y manufactura  de equipo de manejo y separación mecánica de materiales. https://drgudinho.com/ → Elementos de diseño de equipo de procesos químicos I5814 → Semana 11

2

Expone las virtudes de la suite CAD especializada en la representación de plantas químicas en tercera dimensión, destacando el uso de bloques para representar recipientes, bridas y tuberías.

Propone la representación CAD de una sección de un diagrama de flujo en tercera dimensión.

Invita a los alumnos a realizar una revisión bibliográfica de libros de texto sobre reactores químicos.

Expone apoyado en los diagramas de flujo, el proceso de producción de una especie química de valor agregado (exposición de alumnos sesión 3).

Representa en CAD una sección de un diagrama de flujo en tercera dimensión (recipientes, bridas y tuberías).
Busca y reporta en formato APA literatura pertinente para realizar el diseño de reactores químicos.

Comparte en redes sociales (twitter) utilizando un hashtag específico i) una representación CAD de una sección de un proceso químico, y ii) un listado en formato APA de de referencias bibliográficas sobre reactores químicos. Integra un portafolio de evidencias digital y lo comparte en redes sociales (twitter) -Examen Parcial 3-.

Videos sobre la suite CAD especializada en representar procesos químicos en 3D.

https://drgudinho.com/ → Elementos de diseño de equipo de procesos químicos I5814 → Semana 12

4

Examen parcial 3

Realiza un representación esquemática CAD de un equipo de procesos químicos en dos dimensiones.

Desarrolla una representación tridimensional de una sección de un proceso utilizando la suite CAD de plantas químicas.

Envía de forma digital un reporte con el producto de la unidad temática.

Comparte en redes sociales (twitter) utilizando un hashtag específico las diferentes partes del examen parcial y además envía un formulario enviado a partir de su cuenta google académica.

https://drgudinho.com/ → Elementos de diseño de equipo de procesos químicos I5814 → Semana 13

2

Unidad temática 4: Introducción al Diseño de Equipo de Procesos Químicos

Objetivo de la unidad temática: Calcular los espesores mínimos y/o presiones máximas de operación de recipientes sujetos a presión con base al código de la  American Society of Mechanical Engineers (ASME).

Introducción: El código propuesto por la American Society of Mechanical Engineers (ASME), surge de la necesidad que tiene la industria de la transformación (específicamente la industria química), de mantener la seguridad de los procesos llevados a cabo en recipientes sujetos a presión.  La introducción al Diseño de Equipo de Procesos Químicos, no sólo cubre los temas relacionados a las ecuaciones que permiten calcular los espesores mínimos a partir de sus parámetros de operación (presión y/o temperatura), además se discute la selección de materiales de construcción y el tipo de soldadura que sería necesario utilizar para cumplir con los estándares de seguridad desde la perspectiva de un ingeniero químico.

Contenido temático

Saberes involucrados

Producto de la unidad temática

4.1 Introducción al diseño
4.2 Materiales de construcción
4.3 Soldaduras
4.4 Cálculo de recipientes sujetos a presión
4.4.1 Presión interna
4.4.2 Presión externa

Determina los principales parámetros de diseño de equipos de procesos químicos sujetos a presión.

Selecciona materiales construcción de los recipientes con base a las especies químicas y condiciones de operación con las que trabajaría.

Identifica los tipos de soldadura estándar y los exámenes que se realizan a éstas, para su selección con base al servicio que estaría brindando el recipiente sujeto a presión.

Realiza cálculos de espesores mínimos (a ciertas condiciones de diseño) y/o presiones máximas (para recipientes ya construidos) de recipientes sujetos a presión con base al Código ASME.

Entrega de memoria de cálculo de los principales elementos que integren el prototipo de equipo de procesos químicos del Laboratorio de Ingeniería Química seleccionado para proyecto final, incluyendo:

  • Espesores mínimos de construcción a las condiciones de operación.
  • Presiones máximas permisibles.

Actividades del docente

Actividades del estudiante

Evidencia o de la actividad

Recursos y materiales

Tiempo destinado

Exposición sobre el origen del código ASME y los parámetros principales en el diseño de equipo de procesos químicos.

Categoriza los diferentes tipos de materiales de construcción utilizados con más frecuencia para la producción de recipientes sujetos a presión.

Detalla los diferentes tipos de soldadura empleadas por la industria dedicada a la manufactura de equipos de procesos químicos, y enlista los exámenes que se realizan a éstas para descartar fracturas o fallas en su aplicación. Además de identificar la simbología empleada para la soldaduras en los planos de taller.

A través de cuestionarios en línea, desarrolla habilidades para definir parámetros de diseño a partir de los condiciones de operación de un recipiente sujeto a presión.

Con base a los parámetros de operación y las especies químicas involucradas, realiza ejercicios de selección de materiales de construcción de recipientes sujeto a presión.

De acuerdo al servicio requerido, representa la simbología del tipo de soldadura necesario en un plano de taller de un recipiente sujeto a presión.

Comparte en redes sociales (twitter) utilizando un hashtag específico un plano de taller identificando el tipo de soldadura requerido en un recipiente. Responde formularios a partir de su cuenta google académica.

Videos que relacionan la seguridad con el diseño de equipo de procesos químicos, de introducción a la ciencia de materiales, historia de la soldadura, tipos y representación gráfica de soldaduras.

https://drgudinho.com/ → Elementos de diseño de equipo de procesos químicos I5814 → Semana 14

4

Enumera las expresiones matemáticas propuestas por el código ASME para determinar espesores mínimos / presiones máximas permisibles de un equipo sujeto a presión interna: sección cilíndrica, tapas o cabezas (elíptica, toriesférica, hemisférica) y secciones cónicas.

Desarrolla ejercicios utilizando hojas de cálculo -MS Excel-, basados en datos obtenidos de literatura de transferencia de calor y masa o procesos de separación, para determinar las dimensiones y espesores del equipo sujeto a presión interna de acuerdo al Código ASME.

Comparte en redes sociales (twitter) utilizando un hashtag específico ejercicios desarrollados en Excel para el cálculo de recipientes sujetos a presión interna.

Tutoriales en video para creación y edición de memorias de cálculo utilizando MS Excel.

https://drgudinho.com/ → Elementos de diseño de equipo de procesos químicos I5814 → Semana 15

4

Enumera las expresiones matemáticas propuestas por el código ASME para determinar espesores mínimos / presiones máximas permisibles de un equipo sujeto a presión externa (vacío): sección cilíndrica, tapas o cabezas (elíptica, toriesférica, hemisférica) y secciones cónicas.

Desarrolla ejercicios utilizando hojas de cálculo -MS Excel-, basados en datos obtenidos de literatura de transferencia de calor y masa o procesos de separación, para determinar las dimensiones y espesores del equipo sujeto a presión externa de acuerdo al Código ASME.

Comparte en redes sociales (twitter) utilizando un hashtag específico ejercicios desarrollados en Excel para el cálculo de recipientes sujetos a presión externa.

Tutoriales en video para creación y edición de memorias de cálculo utilizando MS Excel.

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4

Examen Parcial 4

Evalúa los espesores mínimos y/o presiones máximas permisibles de diferentes recipientes sujetos a presión interna y/o externa.

Envía de forma digital un reporte con el producto de la unidad temática.

Comparte en redes sociales (twitter) utilizando un hashtag específico el cálculo requerido  y además envía un formulario enviado a partir de su cuenta google académica.

https://drgudinho.com/ → Elementos de diseño de equipo de procesos químicos I5814 → Semana 17

4

Unidad temática 5: Análisis y representación de datos de proceso

Objetivo de la unidad temática: Examinar variables de proceso por medio un programa de análisis y representación gráfica de datos, para determinar si se relacionan matemáticamente mediante una ecuación empírica y encontrar sus parámetros de ajuste.

Introducción: La representación gráfica de las variables de proceso obtenidos experimentalmente facilita la toma de decisiones. Sin embargo, muchos de estos datos experimentales son extremadamente difíciles de obtener y/o medir. Establecer una relación matemática (por medio de una ecuación empírica) entre las variables, le permitirá al alumno predecir matemáticamente valores para los cuales no se tienen datos experimentales con relativa precisión.  

Contenido temático

Saberes involucrados

Producto de la unidad temática

5.1 Representación gráfica de datos de proceso

5.2 Análisis de datos de proceso

5.2.1 Ajuste a ecuaciones lineales

5.2.2 Ajuste a ecuaciones no lineales

Realiza gráficas a partir de datos de proceso para facilitar su análisis e interpretación.

Estima valores empleando ecuaciones empíricas, lineales y no lineales, ajustadas a un conjunto de datos experimentales.

Entrega un análisis de datos recabados en un reporte de práctica realizada en el prototipo de equipo de procesos químicos del Laboratorio de Ingeniería Química seleccionado para proyecto final, incluyendo:

  • Datos experimentales
  • Ecuación empírica (o teórica propuesta por la práctica) y sus parámetros de ajuste.

Actividades del docente

Actividades del estudiante

Evidencia o de la actividad

Recursos y materiales

Tiempo destinado

Expone apoyado en referencias bibliográficas y videos, la utilidad del análisis y representación gráfica de datos de proceso para estimar propiedades en función de variables cuantificables.

Propone la solución de diferentes problemas de ajuste de datos experimentales a ecuaciones empíricas lineales y no lineales. empleando software libre.

Identifica las variables (dependiente e independiente) de un grupo de de datos de proceso y los grafica utilizando software libre.

Determina los parámetros de ajuste a ecuaciones empíricas lineales y no lineales de datos de proceso, empleando software libre.

Comparte en redes sociales (twitter) utilizando un hashtag específico gráficas y hojas de resultados de los ajustes realizados.

Videos sobre el uso del programa para graficar y analizar datos de proceso.

https://drgudinho.com/ → Elementos de diseño de equipo de procesos químicos I5814 → Semana 11

2

Examen parcial 5

Identifica las variables (dependiente e independiente) de un grupo de de datos de proceso y los grafica utilizando software libre.

Determina los parámetros de ajuste a ecuaciones empíricas lineales y no lineales de datos de proceso, empleando software libre.
Envía de forma digital un reporte con el producto de la unidad temática.

Comparte en redes sociales (twitter) utilizando un hashtag específico gráficas y hojas de resultados de los ajustes realizados y además envía un formulario enviado a partir de su cuenta google académica.

https://drgudinho.com/ → Elementos de diseño de equipo de procesos químicos I5814 → Semana 13

2

Nota aclaratoria * La “planeación por semanas” que propone el formato de la CIEP, será retomada por las academias al inicio de cada ciclo educativo con base en la cantidad de horas que se propone en cada actividad de la secuencia temática.


5. EVALUACIÓN Y CALIFICACIÓN

Requerimientos de acreditación:

Para que el alumno tenga derecho al registro del resultado final de la evaluación en el periodo ordinario el alumno debe tener un mínimo de asistencia del 80% a clases y actividades registradas durante el curso. Para aprobar la Unidad de Aprendizaje el estudiante requiere una calificación mínima de 60.

Criterios generales de evaluación:

A lo largo de la UA se elaborarán diversos trabajos relacionados con la representación de accesorios y equipos empleados en los procesos químicos, que serán compartidos en redes sociales (twitter) con un hashtag específico para cada ciclo escolar, que deberán seguir los siguientes lineamientos básicos (más los específicos de cada trabajo):

  • Entrega dentro del periodo de evaluación correspondiente.
  • Seguimiento de los lineamientos básicos del dibujo técnico (manejo de capas con tipos de línea específicos, sistemas de unidades, acotamientos, etc.).
  • Comunicación gráfica efectiva de términos técnicos: dimensiones bien especificadas, vistas ortogonales y 3D que se corresponda a la realidad.
  • En el caso de incluirse memoria de cálculo ésta deberá estar basada en las dimensiones y especificaciones realizadas en las representaciones gráficas (materiales, tipo de soldadura -y pruebas realizadas-, parámetros de operación -temperatura, presión-, etc.).
  • Queda estrictamente prohibido el plagio.

Las presentación orales se evaluarán conforme a los siguientes rubros: contenido suficiente, comprensión del contenido, dicción, volumen, apoyo visual y tiempo utilizado. Cuando se pida una presentación oral se entregará a los estudiantes una lista de elementos básicos que debe incluir.

Evidencias o Productos

Evidencia o producto

Competencias y saberes involucrados

Contenidos temáticos

Ponderación

Examen parcial 1

Representa figuras empleando herramientas CAD en dos y tres dimensiones empleando los conceptos del dibujo técnico .

Documenta gráficamente accesorios empleados en los procesos químicos.

Identifica la importancia del uso de unidades y escala de las representaciones de los equipos de procesos químicos (entrega parcial para producto final 1).

Convenciones generales del dibujo técnico usando herramientas CAD.

Escalas y sistemas de unidades en el dibujo técnico.

10 %

Examen parcial 2

Realiza representaciones de bridas y secciones de tubería estándar utilizando CAD.
Representa en CAD diagramas de flujo de procesos químicos.
Reporta la tuberías e instrumentación de un prototipo de equipo de procesos químicos (entrega parcial para producto final 2).

Identifica y representa utilizando herramientas CAD bridas y tuberías estándar.

Diagramas de flujo y de tuberías e instrumentación de los procesos químicos.

10 %

Examen parcial 3

Realiza un representación esquemática CAD de un equipo de procesos químicos en dos dimensiones.

Desarrolla una representación tridimensional de una sección de un proceso utilizando la suite CAD de plantas químicas.

Desarrollar el dibujo principal del plano de taller del prototipo de equipo de procesos químicos del Laboratorio de Ingeniería Química (entrega parcial para producto final 3).

Describe gráficamente equipos de procesos químicos en CAD y reconoce sus funciones principales.

10 %

Examen parcial 4

Calcula espesores mínimos y presiones máximas permisibles de recipientes sujetos a presión interna y/o externa, empleando hojas de cálculo -MS Excel- con base al Código ASME (entrega parcial para producto final 4).

Reconoce las principales variables en el diseño de equipos de procesos químicos.

Realiza cálculos de recipientes sujetos a presión de acuerdo al Código ASME.

10 %

Examen parcial 5

Analiza datos experimentales para relacionarlos matemáticamente por medio de ecuaciones empíricas (lineales y no lineales), y con base en ello realizar predicciones de propiedades (entrega parcial para producto final 5).

Realiza gráficas con datos experimentales.

Establece relaciones matemáticas entre conjuntos de datos de proceso por medio de ecuaciones empíricas, calculando los factores de ajuste correspondientes.

10 %

Tareas

Desarrolla habilidades de autoaprendizaje de manejo de programas de cómputo especializado tanto de CAD, representación gráfica y análisis de datos de proceso como de hojas de cálculo -MS Excel-.

Todos los contemplados a lo largo del curso.

40 %

Producto final

Descripción

Evaluación

Título: Plano de taller de un prototipo de equipo de procesos químicos del Laboratorio de Ingeniería Química.

Criterios de fondo: Uso correcto de i) herramientas CAD con base a las convenciones del dibujo técnico, ii) Código ASME para realizar cálculos de diseño de recipientes sujetos a presión y iii) del análisis de datos experimentales con ecuaciones empíricas.

Criterios de forma:

Representa en forma efectiva un plano de taller de 120 cms de ancho por 90 cms de alto, con una representación gráfica de dos dimensiones del equipo de proceso, la memoria cálculo -realizada en Excel e insertada en el plano CAD- y los parámetros de ajuste a una ecuación empírica de un conjunto de datos experimentales obtenidos en ese prototipo.

Ponderación

Objetivo: Emplear los conceptos del diseño de equipo de procesos químicos, para calcular (Código ASME)  y representar gráficamente un plano de taller de un prototipo real utilizando herramientas CAD, hojas de cálculos -MS Excel- y ecuaciones empíricas. 

10%

Caracterización:  Elegir un de los equipos que forman parte del Laboratorio de Ingeniería Química, para representarlo gráficamente empleando herramientas CAD, realizar una memoria de cálculo que reporte los espesores mínimos de construcción y presiones máximas de operación, y finalmente represente una serie de datos experimentales obtenidos en este prototipo para ajustarlos a ecuación empírica.

Otros criterios

Criterio

Descripción

Ponderación

_________________________

_________________________

________________

6. REFERENCIAS Y APOYOS

Referencias bibliográficas

Referencias básicas

Autor (Apellido, Nombre)

Año

Título

Editorial

Enlace o biblioteca virtual donde esté disponible (en su caso)

Simmons, Colin H., Dennis E. Maguire, and Neil Phelps

2012

Manual of engineering drawing: technical product specification and documentation to British and international standards

Butterworth-Heinemann

Vista previa Google Books

Couper, James R., Penney, W. Roy, Fair, James R., Walas, Stanley M.

2012

Chemical process equipment - Selection and Design (3rd Edition)

Elsevier

Vista previa Google Books 

Lieberman, Norman P.

2011

Process Engineering for a Small Planet: How to Reuse, Re-Purpose, and Retrofit Existing Process Equipment

John Wiley & Sons,

http://onlinelibrary.wiley.com.wdg.biblio.udg.mx:2048/book/10.1002/9780470637050

Moss, D. R., Basic, M.

2013

Pressure vessel design manual (4th Ed)

Elsevier

Vista previa Google Books

Megyesy, E.

2008

Pressure Vessel Handbook, 14th Edition

PV Publishing INC.

Vista previa Google Books

Referencias complementarias

Felder, Richard M.

Rousseau, Ronald W.
Bullard, Lisa G.

2015

Elementary Principles of Chemical Processes 4th Edition

Wiley

http://www.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-EHEP003498.html

Antaki, G. A.

2003

Piping and pipeline engineering: design, construction, maintenance, integrity, and repair.

CRC Press

Vista previa Google Books

Ellenberger, P.

2014

Piping and pipeline calculations manual: construction, design fabrication and examination

Elsevier

Vista previa Google Books

Holloway, Michael D., Chikezie Nwaoha, and Oliver A. Onyewuenyi, eds.

2012

Process plant equipment: operation, control, and reliability

John Wiley & Sons

http://onlinelibrary.wiley.com/book/10.1002/9781118162569

Tarleton, Steve, and Richard Wakeman

2006

Solid/liquid separation: equipment selection and process design

Elsevier

Vista previa Google Books

Apoyos (videos, presentaciones, bibliografía recomendada para el estudiante)

Todos los recursos de apoyo a las diferentes unidades temáticas pueden ser consultados en la página web https://drgudinho.com/ en la pestaña correspondiente a la UA (Elementos de diseño de equipo de procesos químicos I5814).