Pla docent de l'assignatura

 

 

Tanca imatge de maquetació

 

Imprimeix

 

Dades generals

 

Nom de l'assignatura: Reactors Químics

Codi de l'assignatura: 360275

Curs acadèmic: 2021-2022

Coordinació: Montserrat Iborra Urios

Departament: Departament d'Enginyeria Química i Química Analítica

crèdits: 6

Programa únic: S

 

 

Hores estimades de dedicació

Hores totals 150

 

Activitats presencials i/o no presencials

60

 

-  Teoricopràctica

Presencial i no presencial

 

60

Treball tutelat/dirigit

30

Aprenentatge autònom

60

 

 

Recomanacions

 


Aquesta assignatura no té cap prerequisit específic, però per matricular-s’hi es requereix tenir aprovades totes les assignatures del primer, segon i tercer semestres del grau.


Altres recomanacions

És convenient conèixer detalladament i saber aplicar els coneixements previs següents (entre parèntesis s’indiquen les assignatures troncals i/o obligatòries en què s’han impartit seguint l’itinerari curricular recomanat):

— Saber plantejar i resoldre correctament els balanços macroscòpics de matèria i energia (entàlpics) a un sistema amb reaccions químiques, tant en estat estacionari com en estat no estacionari. Dominar l’abast dels conceptes: estacionari, no estacionari, discontinu, continu, isoterm i adiabàtic (Operacions Bàsiques de l’Enginyeria Química).

— Saber expressar la velocitat d’una reacció química en funció de la temperatura i la concentració dels reactants, productes de reacció i, si és el cas, inerts. És molt important que les concentracions se sàpiguen expressar en funció de la conversió del reactant limitant. Conèixer les formes d’expressar la velocitat a què es produeixen els canvis de composició en un sistema reaccionant, i saber passar de l’una a l’altra sense equivocacions. Per exemple: velocitat extensiva i velocitat intensiva, cabal de generació de reactant limitant (en general, els conceptes s’introdueixen a l’assignatura Cinètica Química Aplicada).

— Saber expressar el cabal de calor bescanviada entre dos fluids en funció de la temperatura de tots dos i de la geometria del sistema (Transmissió de Calor).

— Distingir i comprendre els conceptes bàsics de flux turbulent i laminar (Circulació de Fluids).

— Conèixer el càlcul numèric. S’ha de ser capaç d’avaluar el valor d’una integral o bé analíticament o numèricament, també pel que fa a la resolució d’equacions i a la diferenciació (Càlcul I, Càlcul II i Mètodes Numèrics).

— Representar de manera gràfica i correcta la relació existent entre dues variables.

Competències prèvies: és convenient haver desenvolupat un cert grau d’autonomia, ser autocrític i saber autoregular-se per gestionar bé el temps de treball.

 

 

Competències que es desenvolupen

 

   -

Competències específiques. Fonaments científics (4). Tenir capacitat per fer servir els principis i els coneixements bàsics per establir i solucionar 'analíticament, numèricament i gràficament' una varietat de problemes típics de l'enginyeria química, que inclouen aquells més específics que involucrin canvis de la composició de les substàncies, i d'altres que involucrin només canvis físics d'estat, de nivell tèrmic, de condicions de circulació, d'estat d'agregació o qualsevol altre.

Objectius d'aprenentatge

 

Referits a coneixements

S’ha d’aprendre a:

— Identificar si un reactor és ideal.
— Aplicar l’equació de disseny per determinar el volum de reactor, el cabal molar d’aliment, la conversió de component limitant o la velocitat de reacció.
— Triar el model de flux del reactor més idoni per a una cinètica de reacció determinada.
— Triar el model de bescanvi de calor (reactor isoterm, adiabàtic) més idoni.
— Determinar el volum mínim i la trajectòria òptima de reacció.
— Determinar el model de flux i/o les condicions d’operació per tenir la màxima selectivitat en un sistema de reacció múltiple.
— Determinar la macromescla i la micromescla d’un reactor real.
— Determinar la conversió d’un reactor real.

 

Referits a habilitats, destreses

A través del desenvolupament de competències transversals de:

— Organització i planificació.
— Capacitat d’anàlisi i de síntesi.
— Capacitat d’anàlisi de fenòmens físics i químics reals.
— Capacitat d’aplicar coneixements a la pràctica.
— Habilitat en la resolució de problemes.
— Relacionar conceptes i materials relatius al tema que s’estudia, però que han estat treballats en altres assignatures.

s’han d’adquirir les habilitats per:

— Distingir els models de flux ideal: mescla perfecta i flux en pistó.
— Calcular cadascuna de les variables del sistema de reacció ja sigui adiabàtic o isoterm.
— Determinar el model de flux ideal òptim per a volum mínim així com la velocitat de reacció òptima (sistemes amb una sola reacció).
— Determinar el model de flux ideal òptim per a màxima selectivitat (sistemes amb reaccions múltiples).
— Determinar el model de flux en un reactor real a partir d’experiments amb marcadors no químics. Interpretar les corbes de resposta d’acord amb els models clàssics de flux real: model de reactors en sèrie, de dispersió axial, advecció pura, o models combinats.
— Predir la conversió en un reactor real.
— Determinar la configuració idònia: un sol reactor (adiabàtic, adiabàtic amb recirculació, isoterm, no isoterm i no adiabàtic) o diversos reactors en sèrie amb refrigeració intermèdia (per exemple per l’aliment fred).

 

Referits a actituds, valors i normes

— Desenvolupar el compromís ètic amb un full de compromís (contracte d’aprenentatge).

 

 

Blocs temàtics

 

1. Tipus de reactors químics. Fonaments del disseny dels reactors químics

2. Anàlisi de reactors ideals

3. Selecció del tipus de reactor ideal per a una única reacció

4. Selecció del tipus de reactor ideal per a reaccions múltiples simultànies

5. Reactors no ideals

 

 

Metodologia i activitats formatives

 

El mitjà bàsic de l’assignatura és la classe presencial, on es construeix el coneixement previ a les tasques encomanades i s’ofereix la guia necessària per adquirir els coneixements relacionats amb la matèria, a més de les eines necessàries per aplicar-los en la resolució de problemes. S’alternen les exposicions magistrals amb activitats semipresencials o presencials i classes tutoritzades.

Els tipus d’activitats més representatives són:

— Expositives i presencials: classes magistrals.
— En grup i presencials: resolució de problemes a classe.
— Individuals i presencials: resolució de problemes/tests/qüestions. Control. Individuals dirigides: resolució de tasques.
— Individuals i autònomes: organització del material. Resolució de tasques. Elaboració d’un formulari. Estudi i preparació del control.

El grau de presencialitat de les activitats docents i avaluatives es pot veure modificat en funció de les restriccions derivades de la crisi sanitària. Qualsevol modificació serà oportunament informada a l’alumnat a través dels canals habituals.,

En la mesura del que sigui possible, s’incorporarà la perspectiva de gènere en el desenvolupament i activitats de l’assignatura.

 

 

Avaluació acreditativa dels aprenentatges

 

L’avaluació es fa a través de la prova acreditativa global de síntesi, la prova parcial i de les tasques proposades.

Nota final = 0,60 prova global de síntesi + 0,20 nota de tasques + 0,20 prova parcial 

Per tal de ser avaluat de l’assignatura cal presentarse i ser avaluat de la prova global de sintesis. Per aprovar l’assignatura s’ha d’obtenir una puntuació mínima de 3,5 sobre 10 a la prova de síntesi. En cas que la nota de la prova de síntesi sigui inferior a 3,5, només s’aplicaran els percentatges de l’avaluació continuada a efectes d’optar a la reavaluació.

Quan l’estudiant segueixi l’avaluació continuada i la nota final d’aquesta modalitat d’avaluació sigui inferior a la de la prova de síntesi, la qualificació final serà l’obtinguda a la prova de síntesi, sempre que hagi lliurat totes les activitats que formen l’avaluació continuada.

Segons l’acord del Consell d’Estudis, per presentar-se a la reavaluació cal obtenir una nota final superior a 3,5 sobre 10. Aquesta prova té lloc en les dates que estableix el Consell d’Estudis. Si un estudiant ha aprovat l’assignatura però vol apujar nota, pot presentar-se a la prova de reavaluació si renuncia per escrit a la qualificació obtinguda.

 

Avaluació única

S’ha de sol·licitar justificadament l’adscripció a aquest tipus d’avaluació al final de la primera setmana de classe.

L’avaluació consisteix en una prova global de síntesi única (100 % de la nota).

Segons l’acord del Consell d’Estudis, per presentar-se a la reavaluació cal obtenir una nota final superior a 3,5 sobre 10. Aquesta prova té lloc en les dates que estableix el Consell d’Estudis. Si un estudiant ha aprovat l’assignatura però vol apujar nota, pot presentar-se a la prova de reavaluació si renuncia per escrit a la qualificació obtinguda.