Análisis Numérico en Fenómenos de Transporte

1. Análisis Numérico en Fenómenos de Transporte Dr. Bernardo Hernández Morales Depto. de Ingeniería Metalúrgica Facultad de Química, UNAM Semestre 2013-2

2. Comunicación Dr. Bernardo Hernández Morales Depto. de Ingeniería Metalúrgica Facultad de Química, UNAM bernie@unam.mx Cubículo 3 central, 1er piso

3. Comunicación AMYD: http://depa.fquim.unam.mx/amyd/

4. Comunicación AMYD:

5. Comunicación AMYD:

6. Comunicación AMYD:

7. Comunicación Facebook: http://www.facebook.com/ ANFT 2013-2 • Si lo prefieres, puedes utilizar un pseudónimo

8. Introducción al curso • ¿ Qué esperar del curso ? • Actividad profesional de un(a) IQM - Ingeniería • Plan de estudios de la carrera • Análisis Numérico de Fenómenos de Transporte • Objetivo y características del curso • Evaluación

9. Introducción al curso ¿ Cuál es la actividad profesional de un(a) IQM ?

10. Procesos de obtención y manufactura ensamblaje Modificado de http://www.csc.com.tw/photodb/wh_en/index_html/prs.html

11. Procesos de obtención y manufactura • Procesos de obtención de materiales • Cambios químicos • Procesos de manufactura de componentes • Cambios físicos

12. Procesos de obtención y manufactura Ensamblaje http://www.psa-peugeot-citroen-press.co.uk/images/Production/Body-assembly%20line.jpg

13. Procesos de obtención y manufactura Vida útil www.fractureinvestigations.com/images/pipe.jpg

14. Campos de actividad profesional • Posibles campos de acción • Caracterización química o microestructural • Ventas • Control de proceso • Diseño de proceso/producto • Optimización de proceso/producto • Docencia • Investigación • Administración • Tecnologías de la información y la computación

15. Campos de actividad profesional • Posibles campos de acción • Caracterización química o microestructural • Ventas • Control de proceso • Diseño de proceso/producto • Optimización de proceso/producto • Docencia • Investigación • Administración • Tecnologías de la información y la computación

16. Diseño y Optimización de Procesos ¿ Cómo se diseñan y optimizan a los procesos industriales ? ¿ Cómo se controlan a los procesos industriales ? ¿ Cómo se resuelven problemas de operación ?

17. Diseño y Optimización de Procesos Índices de calidad del proceso Variables del proceso Costos del proceso

18. Factores macroeconómicos Factores ingenieriles Mayor Calidad Menor Costo Diseño y Optimización

19. Diseño y Optimización Los reactores son: • De gran tamaño • Tecnológicamente sofisticados Los procesos son: • Complejos G.J. Hardie et al. “Adaptation of injection technology for the HIsmeltTM process” Savard/Lee International Symposium on Bath Smelting, 1992, pp. 623-644. http://www.hightechfinland.com/2003/newmaterialsprocess/materials/outokumpu.html

20. Diseño y Optimización Condiciones iniciales de diseño Especificaciones Proceso o Producto Comparar Proceso/Producto validado Resultados del análisis Definir nuevas condiciones No cumple con las especificaciones

21. Diseño y Optimización de Procesos Método empírico (ensayo y error) Metodologías de análisis para diseño y optimización Métodos indirectos (ensayos bajo norma) Ingeniería de procesos (IPOMyMCI) IPOMyMCI : Ingeniería de Procesos de Obtención de Materiales y Manufactura de Componentes Ingenieriles

22. IPOMyMCI Herramientas • Modelos matemáticos • Modelos físicos • Mediciones en planta • Mediciones en laboratorio HERRAMIENTAS Y CONOCIMIENTOS DE IPOMyMCI Conocimientos de: • Fenómenos de Transporte • Ciencia de Materiales • Termodinámica

23. Introducción al curso ¿ Cuáles son las características del Plan de Estudios de la Carrera de IQM ?

24. Plan de estudios de la Carrera de IQM

25. Plan de estudios de la Carrera de IQM Subárea de Ingeniería

26. Plan de estudios de la Carrera de IQM Metalurgia física y mecánica (Ciencia de Materiales – física) Metalurgia química (Ciencia de Materiales – química) Ingeniería de Procesos Metalúrgicos y de Materiales Introducción a la Ingeniería de Proc. Met. y de Mat. (4º) Transporte de Energía (5º) Transporte de Masa (6º) Análisis Numérico en Fenómenos de Transporte (7º) Ingeniería de Proc. Met. y de Mat. (8º) Asignaturas optativas de la subárea de Ingeniería

27. Plan de estudios de la Carrera de IQM Subárea de Ingeniería ANFT es una puente entre Fenómenos de Transporte e IPMyM • No aprenderemos conceptos nuevos de Fenómenos de Transporte • Sí reforzaremos conocimientos de Fenómenos de Transporte

28. Plan de estudios de la Carrera de IQM Herramientas: • Modelos matemáticos • Modelos físicos • Mediciones en planta • Mediciones en laboratorio HERRAMIENTAS Y CONOCIMIENTOS DE LA IPOMyMCI (ANFT) Conocimientos de: • Fenómenos de Transporte • Termodinámica • Materiales

29. Introducción al curso ¿ Qué es Análisis Numérico en Fenómenos de Transporte ?

30. ANFT Estructura Material Uso Propiedades Procesamiento

31. ANFT Martensita Dureza Acero Temple ¿ Por qué se decide aplicar Temple y no otro proceso ?

32. ANFT A A + P P Temperatura A + B B A + M M Tiempo

33. ANFT Si se controla el temple Se controla la rapidez de enfriamiento Se controla la microestructura Se controla la dureza Metodologías de diseño y optimización Método empírico (ensayo y error) Métodos indirectos (ensayos bajo norma) Ingeniería de procesos (IPOMyMCI)

34. ANFT Ingeniería de procesos (IPOMyMCI) Analítica Modelo matemático Variables de proceso Numérica Es posible (necesario) ANALIZAR el TRANSPORTE DE ENERGÍA durante el temple de aceros mediante técnicas NUMÉRICAS

35. Introducción al curso Objetivos y características del curso

36. Objetivos y características Objetivos • Conocer la importancia del análisis numérico en la cuantificación de los fenómenos de transporte asociados a los procesos metalúrgicos y de materiales. • Formular y resolver problemas de fenómenos de transporte, asociados a procesos metalúrgicos y de materiales, mediante el desarrollo e implementación de programas de cómputo. • Describir, interpretar y evaluar, mediante el análisis numérico, los fenómenos de transporte de momentum, de calor y de masa ANFT ≡ “Caja de herramientas” contextualizada

37. Objetivos y características Características Horario • Teoría: Lu y Mi de 11:30 a 13:00 hs. (Sem. V) Metodología • Exposición por parte del profesor • Trabajo individual en clase • Desarrollo e implementación de algoritmos

38. Introducción al curso Evaluación • Exámenes • Tareas • Asistencia (80 % mínimo)