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

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

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

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

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

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

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

Procesos de obtención y manufactura Procesos de obtención de materiales Cambios químicos Procesos de manufactura de componentes Cambios físicos

Procesos de obtención y manufactura Ensamblaje Los tratamientos térmicos son procesos metalúrgicos. Estos últimos pueden clasificarse a grosso modo en POM y PMC. http://www.psa-peugeot-citroen-press.co.uk/images/Production/Body-assembly%20line.jpg

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

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

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 Los tratamientos térmicos son procesos metalúrgicos. Estos últimos pueden clasificarse a grosso modo en POM y PMC.

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 ? Los tratamientos térmicos son procesos metalúrgicos. Estos últimos pueden clasificarse a grosso modo en POM y PMC.

Índices de calidad del proceso Diseño y Optimización de Procesos Índices de calidad del proceso Variables del proceso Los tratamientos térmicos son procesos metalúrgicos. Estos últimos pueden clasificarse a grosso modo en POM y PMC. Costos del proceso

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

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

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

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

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

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

Plan de estudios de la Carrera de IQM                  Asignaturas Créditos   Obligatorias (46) 366 Optativas Disciplinarias (5) 36 Optativas Sociohumanísticas (4) 24                  Total (55) 426                                  

Plan de estudios de la Carrera de IQM                                   Subárea de Ingeniería

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

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

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

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

ANFT Estructura Material Propiedades Uso Procesamiento

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

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

Si se controla el temple Se controla la rapidez de enfriamiento 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)

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

Objetivos y características del curso Introducción al curso Objetivos y características del curso

Objetivos y características 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

Objetivos y 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

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