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  • Cálculo Avanzado de Procesos Químicos (2013)

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    Profesores

    Raquel Ibáñez Mendizábal

    Manuel Álvarez Guerra

    Departamento de Ingeniería Química y Química Inorgánica

     

     

     

     

     

     

     

    Métodos numéricos para la resolución de problemas en Ingeniería Química descritos por ecuaciones diferenciales ordinarias o parciales: transferencia de materia, transmisión de calor, cinética de reacciones químicas, modelado de reactores.

     

    Palabras Clave de la Asignatura

    Ingeniería Química, BVP, Problemas de Valor Inicial, ODE, Ordinary Differential Equations, PDE, Numerical Methods, Partial Differential Equations, Métodos Numéricos, IVP, Chemical Engineering, Ecuaciones Diferenciales Ordinarias, Initial-Value Problems, Ecuaciones Diferenciales Parciales, Boundary-Value Problems, Problemas de Valor Frontera.

  • Programa

    programa

     

     

    Datos identificativos de la Asignatura

    • Asignatura: Cálculo Avanzado de Procesos Químicos

    • Código: 2202

    • Departamento / Área: Departamento de Ingeniería Química y Química Inorgánica

    • Título: Grado en Ingeniería Química

    • Centro: Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación

    • Créditos ECTS: 6

    • Idioma de impartición: Español

    • Profesores responsables: Manuel Álvarez Guerra y Raquel Ibáñez Mendizabal

     

     

     

        Programa de la asignatura    

     

    Bloque Temático 1. Introducción. Conceptos generales

    • Tema 1. Presentación. Sistemas de Ingeniería Química descritos mediante Ecuaciones diferenciales. Estrategias de resolución.

    • Tema 2. Clasificación de problemas de Ingeniería Química descritos mediante Ecuaciones diferenciales. Condiciones de integración. Adimensionalización.

     

    Bloque Temático 2. Problemas de Ingeniería Química dependientes de una sola variable. Métodos numéricos de resolución

    • Tema 3. Tipos generales de problemas ordinarios del valor inicial en Ingeniería Química: estudio y comparación de métodos numéricos de resolución.

    • Tema 4. Tipos particulares de problemas ODE-IVP en Ingeniería Química: ecuaciones de orden superior. Problemas no lineales. Sistemas de ecuaciones.

    • Tema 5. Tipos generales de problemas ordinarios de valor frontera en Ingeniería Química: Estudio y comparación de métodos de resolución.

    • Tema 6. Tipos particulares de problemas ODE-BVP en Ingeniería Química: problemas no lineales, sistemas de ecuaciones.

     

    Bloque Temático 3. Problemas de Ingeniería Química dependientes de varias variables. Métodos numéricos de resolución

    • Tema 7. Introducción: generación de problemas en derivadas parciales en Ingeniería Química. Clasificación.

    • Tema 8. Tipos de problemas del valor inicial en una (o más) direcciones espaciales en Ingeniería Química.

    • Tema 9. Tipos de problemas del valor frontera en más de una dimensión espacial en Ingeniería Química.

     

    Bloque Temático 4. Modelado con ecuaciones diferenciales en Ingeniería Química

    • Tema 10. Modelado de sistemas en Ingeniería Química: reacción química, transferencia de materia, transmisión de calor.

  • Bibliografía

    bibliografia

      

     

        Básica    

     

    • Ayyub, B.M. & McCuen, R.H. (1996): «Numerical methods for engineers». Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ.

    • Beers, K.J. (2007): «Numerical methods for chemical engineering. applications in MATLAB». Cambridge University Press, Cambridge, UK.

    • Butcher, J.C. (2003): «Numerical methods for ordinary differential equations». Wiley, Chichester, UK.

    • Constantinides, A. & Mostoufi, N. (1999): «Numerical methods for chemical engineers with MATLAB applications». Prentice Hall PTR, Upper Saddle River, NJ., USA.

    • Cutlip, M.B. & Shacham, M. (2008): «Problem solving in chemical and biochemical engineering with POLYMATH, Excel, and MATLAB». 2nd Ed. Prentice Hall, Upper Saddle River, N.J., USA.

    • Davis, M.E. (1990): «Métodos y modelos numéricos para ingenieros químicos». Compañía Editorial Continental de C.V. México, México D.F.

    • Elnashaie, S. & Uhlig, F. (2007): «Numerical techniques for chemical and biological engineers using MATLAB». Springer, New York, NY.

    • Gerald, C.F. & Wheatley, P. O. (2004): «Applied numerical analysis». 7th Ed. Addison-Wesley Publishing Company, Boston, USA.

    • Griffiths, D.F. & Higham, D.J. (2010): «Numerical methods for ordinary differential equations. Springer, Berlín, Alemania.

    • Lindfield, G.R. & Penny, J.E.T. (2012): «Numerical methods». 3rd Edition. Academic Press, Amsterdam.

    • Loney, N.W. (2007): «Applied mathematical methods for chemical engineers». 2nd Ed. CRC Press, Boca Raton, Florida, USA.

    • Mathews, J.H. & Fink, K.D. (2000): «Métodos numéricos con MATLAB». Prentice Hall Iberia, Madrid.

    • Morton, K.W. & Mayers, D.F. (2005): «Numerical solution of partial differential equations: an introduction». 2nd Ed. Cambridge University Press, Cambridge, UK.

    • Rice, R.G. & Do D.D. (2012): «Applied mathematics and modeling for chemical engineers». 2nd Ed. John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey, USA.

    • Riggs, J.B. (1994): «An introduction to numerical methods for chemical engineers». 2nd Ed. Texas Tech University Press, Lubbock, Texas.

    • Walas, S.M. (1991): «Modeling with differential equations in chemical engineering». Butterworth-Heinemann, Stoneham, MA, USA.

    • Zill, D.G. (2009): «Ecuaciones diferenciales con aplicaciones de modelado». 9th Ed. Cengage Learning, México D.F.

  • Materiales de Clase

    materiales

     

      

    • MC-F-001. Tema 1. Sistemas modelados por ecuaciones diferenciales en Ingeniería Química. Clasificación. Generalidades.
    • MC-F-002. Tema 2. Clasificación de problemas de Ingeniería Química descritos mediante ecuaciones diferenciales. Condiciones de integración. Adimensionalización de problemas en Ingeniería Química.
    • MC-F-003. Tema 3. Problemas ordinarios del valor inicial en Ingeniería Química: estudio y comparación de métodos numéricos de resolución.
    • MC-F-004. Tema 4. Tipos especiales de problemas ordinarios del valor inicial en Ingeniería Química. Métodos numéricos de resolución.
    • MC-F-005. Tema 5. Transporte en estado estacionario: resolución numérica de problemas ODE-BVP.
    • MC-F-006. Tema 6. Transporte en estado estacionario (II): problemas ODE-BVP no lineales y sistemas de ODE-BVP.
    • MC-F-007. Tema 7. Problemas de ingeniería química con más de una variable independiente: aplicación de las ecuaciones diferenciales parciales.
    • MC-F-008. Tema 8.  Problemas parabólicos: Tipos de problemas de valor inicial en una (o más) direcciones espaciales en Ingeniería Química. Métodos numéricos de resolución.
    • MC-F-009. Tema 9.  Tipos de problemas de valor frontera en más de una dimensión espacial en Ingeniería Química.
    • MC-F-010. Tema 10. Modelado con ecuaciones diferenciales en Ingeniería Química: reacción química, transferencia de materia, transmisión de calor.

  • Prácticas

    practicas

     

     

  • Pruebas de Evaluación

    evaluacion

      

     

        Criterios de evaluación de la asignatura presencial    

     

    Evaluación continua (actividades de aprendizaje) 50%

    La evaluación continua comprende las actividades de aprendizaje de Problemas de Aplicación + Prácticas de Ordenador.

    Examen Final: 50%.

    TOTAL: 100%.

       

    Observaciones

    1. Evaluación de la “Materia de Aula”

    • La materia desarrollada a través de las clases magistrales y las actividades de aprendizaje en aula (se denominará en este escrito como “Materia de Aula”), se evaluará través del Examen Final y del Examen Parcial que se realizará al finalizar la parte correspondiente a ODEs.

    • Los alumnos/as que obtengan una nota igual o superior a 5 en el Examen Parcial, no tendrán que examinarse de esa parte (ODEs) en el Examen Final. La nota definitiva de la materia teórica será entonces la media de ambos exámenes, siempre que se apruebe el Examen Final. En ningún caso se guardarán notas para septiembre.

    • Un alumno/a podrá renunciar a su nota aprobada del Examen Parcial y examinarse de toda la materia en el Examen Final.

      • Nota Materia de Aula =  (nota Examen Parcial + nota Examen Final) / 2 (alumnos/as que se presenten al parcial).

      • Nota Materia de Aula = nota Examen Final (alumnos/as que no se presenten al examen parcial). 

    2. Evaluación de la “Materia de Laboratorio”

    • La materia desarrollada a través de las clases prácticas de ordenador (se denominará en este escrito “Materia de Laboratorio” a esta parte), se evaluará al 50% mediante evaluación continua, a través de la presentación de los informes correspondientes a los ejercicios prácticos resueltos correspondiendo el otro 50% de la nota práctica a la realización de un examen de ordenador al finalizar el curso. Para poder hacer media, es necesario aprobar el examen correspondiente a la “Materia de Laboratorio”:

      • Nota Materia de Laboratorio = (nota Evaluación Continua + Nota Examen) / 2.

    3. Evaluación Global de la asignatura

    • La Nota Final de la asignatura se obtendrá como la media de la correspondiente a la Materia de Aula y de Laboratorio:

      • Nota Final = (nota Materia de Aula + nota Materia de Laboratorio) / 2.

       

    Importante

    • Para tener derecho a que se realice la Nota Final como media de las notas de “Materia Práctica” y “Materia Teórica”, el alumno/a tiene que tener al menos una nota de aprobado (5,00) en ambas partes. En caso de tener suspensa alguna de las dos partes, la Nota Final será suspenso. No se guardan partes para septiembre ni para el año siguiente.

       

    Nota

    • Todos los alumnos/as tienen derecho a realizar un Examen Final único (100% de la nota) compuesto de dos pruebas: una en relación a la Materia de Aula y otra en relación a la materia de laboratorio, renunciando al sistema propuesto anteriormente. Para aprobar la asignatura será necesario tener al menos una nota de aprobado (5,0) en ambas pruebas.

  • Guía de Aprendizaje

    guia

     

     

  • Sobre el Profesor

    profesor

     

     

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    Raquel Ibáñez Mendizábal

     

    Departamento de Ingeniería Química y Química Inorgánica

    UNIVERSIDAD DE CANTABRIA
     
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    Manuel Álvarez Guerra

     

    Departamento de Ingeniería Química y Química Inorgánica

    UNIVERSIDAD DE CANTABRIA
     
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