MATERIAL BIBLIOGRAFICO E INSTRUCTIVOS CD MATERIA

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JUSTIFICACION

La termodinámica de hidrocarburos ofrece al ingeniero de petróleos las bases para mejorar el rendimiento térmico de los sistemas de producción, recuperacion mejorada de crudo, procesamiento de hidrocarburos, el uso racional de los recursos energéticos y aplicar de una forma acertada la tecnología disponible para su explotación racional, económica y compatible con el medio ambiente.  

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE O COMPETENCIAS

Competencias cognitivas

Comprende y aplica los conceptos teóricos de la termodinámica de hidrocarburos.

Niveles de logro

• Aplica adecuadamente los sistemas de unidades. 
• Interpreta los diagramas termodinámicos para sustancias puras y mezclas de hidrocarburos.
• Resuelve problemas de formación e inhibición de hidratos.
• Define el concepto de calor, trabajo, energía interna, entalpía y entropía.
• Explica la primera, segunda y tercera ley de la termodinámica.
• Resuelve problemas de balances energéticos asociados a los procesos de la industria petrolera.
• Contribuye al mejoramiento del medio ambiente y de la calidad de vida utilizando en forma adecuada las fuentes de energía y seleccionando las transformaciones energéticas más eficientes dentro de un proceso.

Competencias actitudinales

Asume la responsabilidad en el aprendizaje de los conceptos fundamentales asociados a la termodinámica de hidrocarburos.

Niveles de logro

• Consulta fuentes bibliográficas en inglés (libros especializados y artículos técnicos).
• Se da cuenta de la importancia que puede tener su actitud proactiva para el éxito profesional.
• Cumple con los compromisos con la calidad esperada.
• Comprende el sentido del trabajo en equipo.

CONTENIDO DE LA MATERIA

MODULO 1: CONCEPTOS FUNDAMENTALES

Definición y aplicación de la termodinámica de hidrocarburos. Terminología básica (elementos y átomos, Moléculas y compuestos químicos, compuestos físicos, masa atómica relativa, peso atómico relativo, masa molecular relativa, mol, valencia y mezcla). Unidades básicas de medida (masa, fuerza, peso, longitud, área, volumen, densidad, presión, temperatura, trabajo, potencia, energía en forma de calor, viscosidad). Conversiones masa-volumen. 

MODULO 2: COMPORTAMIENTO DE FASES

 

• Sustancias puras: Diagrama de fases de una sustancia pura, presión de vapor, diagrama P-V, diagrama T-V para una sustancia pura. Manejo de las tablas de vapor.

• Mezclas de dos componentes: Diagramas de fases de mezclas de dos componentes, diagramas P-V de dos componentes, diagramas de composición. 

• Mezclas de tres componentes (diagramas ternarios, diagramas de fase para tres componentes, uso de los diagramas ternarios).

• Sistemas multi-componente: Efecto de la composición; Efecto de la fracción pesada C7+; efecto de las impurezas. Aplicación de los envolventes de fase: Comportamiento del yacimiento, bombeo de líquidos, transporte de hidrocarburos por tuberías, procesos de refrigeración, operación cerca al punto crítico.

• Comportamiento de fase agua –hidrocarburo: Contenido de agua de gases, contenido de agua en gases ácidos, aplicaciones del contenido de agua, hidratos del gas, equilibrio de hidratos, correlaciones para la predicción de las condiciones de formación de hidratos.

 

MODULO 3: PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS HIDROCARBUROS

• Gas ideal. Mezcla de gases ideales. Factor de compresibilidad. Concepto de los estados correspondientes. Correlación de Katz y regla de Kay. 

• Ecuaciones de estado. Ecuaciones cúbicas de estado. Ecuación de Van der Waals. Ecuación de Redlich– Kwong. Ecuación de Soave-Redlich–Kwong. Peng–Robinson. Factor Acéntrico de Pitzer. Ley de los estados correspondientes (tres parámetros). Leyes de mezcla. Coeficientes de interacción binarios.Densidad de gas. 

MODULO 4: PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA

• Concepto de energía. Concepto de trabajo. Concepto de calor. Ley cero de la Termodinámica. Procesos y ciclos.Sistema y alrededores. Escogencia del sistema.

• Primera Ley aplicada a sistemas cerrados y abiertos. Energía interna. Entalpía. Calor específico. Valor calorífico.Efecto de la condición de la fase. Alternativas para el cálculo de entalpía. Calor sensible. Correlaciones de capacidad calorífica. Calor latente (sustancias puras y mezclas). Diagramas Presión-Entalpía. Cálculos de entalpía para sustancias puras. Calculo de entalpía para mezclas.

MODULO 5: SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA

• Depósitos de energía térmica. Maquinas térmicas. Eficiencia térmica. Enunciado de Kelvin-Planck. Refrigeradores y bombas de Calor. Coeficiente de operación. Enunciado de Clausius. Máquinas de movimiento perpetuo. Procesos reversibles e irreversibles. 

• Irreversibilidades. Ciclo de Carnot. Los principios de Carnot. La máquina térmica de Carnot.  El refrigerador y la bomba de calor de Carnot.Desigualdad de Clausius. 

• Entropía. Aplicaciones, Refrigeración. Compresión.

ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE

• La asignatura se imparte básicamente utilizando la metodología de las clases magistrales.
• Las clases prácticas están orientadas a la solución de problemas numéricos. 
• El profesor resolverá en clase dos o más problemas por tema, con diferente grado de complejidad, comentando las bases de la resolución y las diferentes alternativas, si existe más de una.
• Talleres.
•  Expresión, discusión y confrontación del conocimiento y conceptos previos.
• Estudio y análisis de casos. Se busca la aproximación de la asignatura a procesos propios de la industria de hidrocarburos.
• Lectura de textos y artículos técnicos en inglés.
• Las herramientas, bibliografía y documentos requeridos para realizar los talleres serán entregados por el profesor mediante el presente blog.

ESTRATEGIAS DE EVALUACION

EVALUACIONES:

   2 Talleres de evaluación formativa 
4 Evaluaciones Escritas 
  Diversas Consultas y Talleres En clase

PONDERACIONES:

    Primer parcial = 25 %

    Segundo parcial = 15 %

    Tercer parcial = 25 % 
 Cuarto Parcial=  10 %

    Quices, Consultas y Talleres Clase = 15%
                    Seminiario = 10%