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CURSO : CONVECCION DE CALOR
TRADUCCION : CONVECTIVE HEAT TRANSFER
SIGLA : ICM3910
CRÉDITOS : 10 UC / 6 SCT
MODULOS : 2
REQUISITOS : (ICH1104 y ICM2223) o (ICH1104 y IIQ2003)
CONECTOR : O
RESTRICCIONES : 040201 o 040301 o Autorizacion de profesor
CARACTER : OPTATIVO
TIPO : CATEDRA
CALIFICACION : ESTANDAR
PROFESOR : AMADOR GUZMAN
DISCIPLINA : INGENIERIA


I.DESCRIPCIÓN

Este curso presentara y familiarizara a los estudiantes con los conceptos y leyes que describen el transporte de calor (energia termica) en dispositivos y sistemas de ingenieria mediante el mecanismo de conveccion en fluidos Newtonianos y no Newtonianos. Se especificaran y analizaran los mecanismos asociados a la conveccion en problemas de micro, nano y macro escalas. Se presentaran y discutiran los metodos de analisis y numericos que actualmente se utilizan para resolver problemas de conveccion de calor, y se analizaran los casos ?benchmarks?.


II.OBJETIVOS

-Profundizar las bases teoricas y fundamentales de la transferencia de calor por conveccion.
-Aplicar la teoria a problemas conjugados de transferencia de calor por conduccion, conveccion y radiacion.
-Identificar, resolver y utilizar los distintos tipos problemas de conveccion forzada y natural en distintos procesos y sistemas de ingenieria
-Resolver y describir procesos de transporte de calor por conveccion en dispositivos y sistemas de ingenieria de micro y macro escala


III.CONTENIDOS

1.Fundamentos y principios de transferencia de calor y dinamica de fluidos
1.1.Mecanismos de transporte de calor: conduccion, adveccion-conveccion, radiacion
1.2.El concepto de continuo, formas integral y diferencial de conservacion de masa y momentum para flujos viscosos, condiciones de borde e inicial
1.3.Leyes generales (primera ley) y particulares (Leyes de Fourier, Newton y Stefan-Boltzmann para transferencia de calor en la macro y micro escala

2.Ecuaciones de conservacion de energia
2.1.Forma diferencial para conduccion-conveccion-radiacion de calor
2.2.Procesos estacionarios y dependientes del tiempo
2.3.Comportamientos viscosos y altamente inerciales
2.4.Flujo incompresible con generacion de calor y terminos de disipacion viscosa

3.Adimensionalizacion, escalamiento y analisis de ordenes de magnitud
3.1.Analisis dimensional y numeros adimensionales (Reynolds, Nusselt, Peclet, Eckart, Prandtl, Grashoff, Rayleigh, Richardson)
3.2.Tecnica de escalamiento de Prandtl y reduccion de terminos diferenciales
3.3.Introduccion a la capa limite viscosa y capa limite termica

4.Capas limite viscosa y termica
4.1.Ecuaciones de Prandtl y soluciones de Blasius
4.2.Aproximacion de Von Karman

5.Conveccion forzada
5.1.Flujo laminar externo sobre superficies planas sin gradiente de presion
5.2.Soluciones integrales y diferenciales
5.3.Flujo laminar externo sobre otras geometrias
5.4.Capa limite turbulenta
5.5.Flujos internos laminar y turbulento
5.6.Soluciones analiticas y numericas aproximadas

6.Conveccion natural y libre
6.1.Ecuaciones gobernantes y numeros adimensionales caracteristicos
6.2.Analisis de similitud y escalamiento
6.3.Aproximacion de capa limite
6.4.Conveccion en medios abiertos y cerrados
6.5.Flujo turbulento en conveccion natural

7.Metodos numericos y topicos especiales
7.1.Transporte de calor en la micro escala
7.2.Conveccion de calor en microcanales superficies extendidas


IV.METODOLOGIA

-Clases expositivas semanales,
-Tareas y trabajos personales
-Presentaciones y discusion de articulos.
-Proyecto.
-Exposicion ante el curso e investigadores invitados.


V.EVALUACION

Tareas y trabajos personales 25%
Lectura, presentacion y discusion de articulos 60%
Desarrollo y presentacion del proyecto final 15%


VI.BIBLIOGRAFIA

MINIMA
1.Adrian Bejan. Convection Heat Transfer. Wiley; 4th edition (2013)
2.Frank P. Incropera, David P. DeWitt, Theodore L. Bergman, Adrienne S. Lavine, Principles of Heat and Mass Transfer. John Wiley & Sons Inc; Global edition (October 6, 2017).
3.Hermann Schlichting, Klaus Gersten. Boundary-Layer Theory. Springer; 9th edition. (2017)
4.Michael Crawford William Kays. Convective Heat and Mass Transfer. Tablighi Kutub Khana; 4th edition (2014)
5.Sadik Kakac, Yaman Yener. Convective Heat Transfer, 3rd edition. CRC Press (2013)

COMPLEMENTARIA
El curso no tiene bibliografia complementaria.