| Competències |
| Codi | |
| A1 | L’aplicació del principis de conservació de matèria, energia i quantitat de moviment. |
| A3 | La modelització bàsica matemàtica i numèrica de processos i propietats. |
| A4 | L’aplicació dels conceptes de la termodinàmica bàsica a processos amb i sense reacció química. |
| A5 | La modelització dels sistemes amb reacció química. |
| A10 | El càlcul i disseny de reactors químics bàsics. |
| A13 | La concepció i disseny de processos de protecció ambiental i de gestió de residus. |
| B1 | Resoldre problemes de forma efectiva. |
| B3 | Aplicar pensament crític, lògic i creatiu. |
| B7 | Comunicar-se de manera efectiva i amb asertivitat a l'entorn laboral i com a ciutadà. |
| C5 | Expressar-se correctament (tant de forma oral com escrita) en la llengua pròpia. |
| Objectius d'aprenentatge |
| Objectius | Competències | ||
| Plantejar el balanç molar per a reactors ideals Batch, CSTR, PFR en termes de la conversió del reactiu limitant. | A1 A3 A5 |
B3 B7 |
C5 |
| Construir la taula estequiomètrica en funció de la conversió del reactiu de base de càlcul per models de contacte de mescla perfecte (Batch, CSTR) i flux en pistó (PFR, PBR). | A1 A3 A5 |
B3 B7 |
C5 |
| Calcular analíticament el volum de reactor (CSTR, PFR), la massa de catalitzador (PBR) o el temps de reacció (Batch) aplicant l'algoritme que permet un disseny per a reactors químics isotèrmics. | A1 A3 A4 A5 A10 A13 |
B1 B3 B7 |
C5 |
| Analitzar l'efecte de l'equilibri químic en el disseny d'un reactor químic. | A1 A3 A4 A5 A10 |
B1 B3 B7 |
C5 |
| Definir diferents tipus de selectivitat i rendiments per a sistemes amb reaccions múltiples. | A1 A3 A5 |
B3 B7 |
C5 |
| Triar el tipus de reactor i condicions de treball més adequats per sistemes de reaccions en paral•lel i en sèrie. | A1 A3 A5 |
B3 B7 |
C5 |
| Construir un model matemàtic genèric pel càlcul de reactors isotèrmics on M espècies químiques reaccionen a través de N reaccions simultànies (reaccions múltiples). | A1 A3 A4 A5 A10 A13 |
B1 B3 B7 |
C5 |
| Plantejar el balanç d'energia per un reactor no isotèrmic (adiabàtic). | A1 A3 A4 A5 A10 A13 |
B1 B3 B7 |
C5 |
| Calcular la temperatura de reacció adiabàtica i conversió per a reactors ideals. | A1 A3 A4 A5 A10 A13 |
B1 B3 B7 |
C5 |
| Construir i aplicar el diagrama T-X-1/rA amb les trajectòries d'operació respectives. | A1 A3 A4 A5 A10 A13 |
B1 B3 B7 |
C5 |
| Comunicar eficientment, tant de forma oral com escrita. | B7 |
C5 |
|
| Continguts |
| Tema | Subtema |
| Bloc 1 Conceptes Bàsics. |
Reacció química, nomenclatura i tipus. Velocitat de reacció, constant de velocitat i equació d’Arrhenius, ordre de reacció. Estequiometria, reactiu limitant i conversió, taula estequiomètrica. Equilibri i cinètica de reaccions químiques. |
| Bloc 2 Sistemes isotèrmics. |
Balanç de matèria amb reacció química en sistemes oberts i tancats. Models de contacte per sistemes homogenis i assimilables a homogenis: mescla perfecta (CSTR) i flux en pistó (PFR/PBR). Disseny de reactors isotèrmics. Reaccions limitades per l’equilibri químic. Construcció i ús dels diagrames T-X-rA i (1/rA)-X pel dimensionat de reactors químics. Pèrdua de càrrega en reactors de llit fix (PBR). Reactors semicontinus. Reactors amb separació simultània: destil•lació reactiva i reactors de membrana. |
| Bloc 3 Sistemes amb reaccions múltiples. |
Reaccions en paral•lel i en sèrie, selectivitat i optimització del procés. Tractament generalitzat de sistemes amb reaccions múltiples. |
| Bloc 4 Sistemes no isotèrmics. |
Balanç d’energia amb reacció química. Disseny de reactors adiabàtics i no isotèrmics. Estratègies per a reaccions limitades per l’equilibri químic. Tractament de sistemes amb reaccions múltiples. Reactors de mescla perfecta en estat no estacionari, estats estacionaris múltiples i estabilitat d’operació per sistemes amb una sola reacció i amb reaccions múltiples. |
| Planificació |
| Metodologies :: Proves | |||||||||
| Competències | (*) Hores a classe | Hores fora de classe | (**) Hores totals | ||||||
| Activitats Introductòries |
|
1 | 0 | 1 | |||||
| Sessió Magistral |
|
20 | 40 | 60 | |||||
| Resolució de problemes, exercicis a l'aula ordinària |
|
19 | 19 | 38 | |||||
| Treballs |
|
15 | 30 | 45 | |||||
| Atenció personalitzada |
|
1 | 0 | 1 | |||||
| Proves pràctiques |
|
5 | 0 | 5 | |||||
| (*) En el cas de docència no presencial, són les hores de treball amb suport vitual del professor. (**) Les dades que apareixen a la taula de planificació són de caràcter orientatiu, considerant l’heterogeneïtat de l’alumnat | |||||||||
| Metodologies |
| Descripció | |
| Activitats Introductòries | Se imparte en clase una introducción al temario de la asignatura |
| Sessió Magistral | se proporciona contenidos fundamentales de la asignatura en clase |
| Resolució de problemes, exercicis a l'aula ordinària | el alumno debe resolver de forma individual un problema corto de 1-2 h y entregar una solución al final de la clase |
| Treballs | el alumno debe proponer una solución a un problema abierto de diseño de un reactor químico industrial. Dado la cantidad de trabajo que representa un caso de diseño abierto, los alumnos trabajan en equipos de 4-5 estudiantes. |
| Atenció personalitzada |
|
|
| Avaluació |
| Descripció | Pes | ||
| Resolució de problemes, exercicis a l'aula ordinària | Lliurament d'exercicis realitzats individualment i demanats periòdicament. S'exigeix completar un 90% dels exercicis proposats. | 25% | |
| Treballs | Prova en grup. Treball en equip per dissenyar un reactor industrial. Es valora un informe escrit. | 25% | |
| Proves pràctiques | Prova individual. Mescla de preguntes conceptuals curtes i exercicis d'aplicació. Es realitza al final de quadrimestre (50%). | 50% | |
| Altres comentaris i segona convocatòria | |||
|
1. Avaluació continuada - 2a convocatòria Treballs: 25% Prova pràctica: 75% 2. Avaluació no continuada (1 i 2a convocatòria) Prova pràctica: 100% |
|||
| Fonts d'informació |
| Bàsica | |||||||||
|
|||||||||
| Complementària |
Smith, J. M., Chemical Engineering Kinetics, McGraw-Hill, 1981
Rawlings, J.B. i Ekerdt, J.G., Chemical Reactor Analysis and Design Fundamentals, Nob-Hill Publishing, 2002
, Internet, ,
, Software: ReactorLab, Polymath i Matlab, ,
Levenspiel, O., The Chemical Reactor Omnibook, O. S. U. Book Stores, Inc., 1979
Schmidt, L.D., The Engineering of Chemical Reactions, Oxford University Press, 1998 |
||||||||
| Recomanacions |
| Altres comentaris | |
| Assignatures que es recomana haver cursat prèviament (i aprovat): Fonaments d’Enginyeria Química, Fonaments de Química, Termoelectroquímica, Cinètica Aplicada, Mètodes Numèrics. Mètodes Matemàtics a l'Enginyeria (programació en MATLAB). |
(*)La Guia docent és el document on es visualitza la proposta acadèmica de la URV. Aquest document és públic i no es pot modificar, llevat de casos excepcionals revisats per l'òrgan competent/ o degudament revisats d'acord amb la normativa vigent