PARTE II: TRANSFERENCIA DE CALOR: FUNDAMENTOS Y APLICACIONES


PARTE II: TRANSFERENCIA DE CALOR

TEMA Nº 1:  INTRODUCCIÓN A LA TRANSFERENCIA DE CALOR.

1.  Objetivos de la transferencia de calor.
2.  Termodinámica y transferencia de calor
3.  Mecanismos básicos de transferencia de calor.
3.1.  Introducción.
3.2.  Conducción.
3.3.  Convección.
3.4.  Radiación.
3.5.  Ejemplos de mecanismos
4.  Primer principio de la termodinámica: Conservación de la energía
5.  Metodología de la resolución de problemas

TEMA Nº 2:  FUNDAMENTOS DE LA TRANSFERNICA DE CALOR POR CONDUCCION.

1.  Definiciones y Ley fundamental de la conducción: Ley de Fourier.
2.  Conductividad térmica.
3.  Ecuación diferencial de la conducción del calor.
4.  Casos particulares de la ecuación general.
5.  Resolución de la ecuación general

TEMA Nº 3:  CONDUCCIÓN UNIDIMENSIONAL PERMANENTE.

1.  Introducción
2.  Conducción a través de una pared plana.
2.1.  Distribución de temperatura y flujo de calor.
2.2.  Resistencia térmica.
2.3.  La pared compuesta.
2.4.  Resistencia térmica de contacto.
3.  Conducción a través de una tubería.
3.1.  Distribución de temperatura y flujo de calor.
3.2.  Resistencia térmica.
3.3.  La pared compuesta.
3.4.  Resistencia térmica de contacto.
3.5.  Radio crítico de aislamiento en una tubería.
4.  Conducción a través de una esfera.
5.  Conducción con generación interna de calor.
6.  Conducción con conductividad térmica variable.
6.1.  En la pared plana.
6.2.  En un cilindro.

TEMA Nº 4:  CONDUCCIÓN. SUPERFICIES EXTENDIDAS.

1.  Presentación del problema
2.  Clasificación de superficies extendidas
3.  Ecuación general
4.  Aleta longitudinal de espesor constante
4.1.  Campo de temperatura.
4.2.  Flujo de calor.
5.  Diseño de las aletas: coeficiente de disipación y efectividad de una
aleta.
6.  Curvas de efectividad.
7.  Coeficiente global de transmisión de una tubería aleteada.

TEMA Nº 5:  TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCIÓN.

1.  Introducción a la Convección
2.  Transferencia de Calor y de Masa por Convección
3.  Capas límites en convección
4.  Clasificación de problemas en convección
5.  Flujo Laminar y Turbulento
6.  Ecuaciones para la transferencia por convección
7.  Definición del problema en convección
8.  Números adimensionales
9.  Procedimiento de resolución

TEMA Nº 6:  TRANSFERENICA DE CALOR POR RADIACIÓN.

1.  Radiación. Introducción
2.  Definiciones
3.  Leyes
3.1.  Cuerpo Negro
3.2.  Ley de Planck.
3.3.  Ley de Wien.
3.4.  Ley de Stefan-Boltzman.
4.  Propiedades radiantes superficiales
4.1.  Propiedades radiativas.
4.2.  Leyes de Kirchoff.
4.3.  Superficie gris.
5.   Intercambio radiante entre dos superficies
5.1.  Radiación que abandona una superficie y llega a otra
5.2.  Factor de forma

        

            PARTE I: TERMODINAMICA TÉCNICA

TEMA Nº 1: DEFINICIONES Y CONCEPTOS.

1.1 Introducción.
1.2 Enfoque macroscópico y microscópico.
1.3 Objeto y alcance de la Termodinámica clásica.
1.4 Sistema termodinámico.
1.5 Propiedades y estado de un sistema termodinámico.
1.6 Transformaciones termodinámicas.

TEMA Nº 2:  PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA: SISTEMAS CERRADOS.

2.1 Introducción.
2.2 Energía interna.
2.3 Energías de tránsito.
2.3.1 El concepto de trabajo y el proceso adiabático
2.3.2 Calor.
2.3.3 Trabajo de expansión o comprensión cuasiestática.
2.3.4 Otras formas de trabajo cuasiestático.
2.3.5 Trabajo exterior, trabajo interior y trabajo de rozamiento.
2.3.6 Trabajo útil y trabajo efectivo.
2.4 Energía total del sistema.
2.5 Principio de conservación de la energía.
2.6 El postulado de estado y los sistemas simples.
2.7 Enunciado del primer principio para sistemas cerrados.
2.8 Otras propiedades termodinámicas.
2.8.1 Entalpía.
2.8.2 Capacidad calorífica.

TEMA Nº 3: PROPIEDADES Y ESTADOS DE UNA SUSTANCIA SIMPLE Y COMPRESIBLE.

3.1 Introducción.
3.2 El gas ideal.
3.2.1 Ecuación de estado.
3.2.2 Energía interna, entalpía y calores específicos.
3.2.3 Variación de los calores específicos con la temperatura.
3.2.4 Transformaciones de un gas ideal.
3.3 Gases reales.
3.3.1 El factor de compresibilidad y el principio de los estados
correspondientes.
3.3.2 La ecuación de estado de Van der Waals.
3.3.3 Otras ecuaciones de estado.
3.4 Sustancias incomprensibles.
3.5 Superficie P.v.T.
3.5.1 Diagrama Presión Temperatura.
3.5.2 Diagrama Presión Volumen específico: Propiedades de la mezcla.
3.5.3 Tablas de propiedades.
3.6 Análisis de energía en sistemas cerrados.

TEMA Nº 4: PRIMER PRINCIPIO PARA UNA CORRIENTE: SISTEMAS ABIERTOS.

4.1 Introducción.
4.2 El principio de conservación de la masa para un volumen de control en
régimen permanente.
4.3 El principio de conservación de la energía para un volumen de control.
4.4 El principio de conservación de la energía para un volumen de control en
régimen  permanente.
4.5 Dispositivos que operan con corriente fluida estacionaria.
4.6 El principio de conservación de la energía para un volumen de control en
régimen transitorio.
4.7 Carga y descarga de recipientes rígidos.

TEMA Nº 5: SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINAMICA.

5.1 Introducción.
5.2 Procesos reversibles e irreversibles.
5.3 Focos o depósitos de calor.
5.4 Máquinas térmicas y frigoríficas.
5.5 El ciclo de Carnot.
5.6 Teoremas de Carnot.
5.7 Escala termodinámica de temperatura.
5.8 Igualdad de Clausius: Concepto de entropía.
5.9 Desigualdad de Clausius: Principio de aumento de entropía.
5.10 Cambio de entropía de los depósitos térmicos.
5.11 Efectos de la transferencia de calor reversible e irreversible.

TEMA Nº 6: APLICACIONES DEL SEGUNDO PRINCIPIO.

6.1 Combinación del primer y segundo principio.
6.2 Cambios de entropía en las sustancias simples y compresibles.
6.2.1 Diagramas T s. h s.
6.2.2 Cambios de entropía en los gases ideales.
6.2.3 Cambios de entropía en las sustancias incompresibles.
6.3 Flujo y producción de entropía.
6.4 Trabajo Técnico producido por una corriente fluida estable y reversible.
6.5 Procesos isoentrópicos.
6.6 Eficiencia de algunos dispositivos que operan con corriente fluida
estacionaria.

TEMA Nº 7: SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINAMICA: EXERGÍA.

7.1 Introducción.
7.2 Energía disponible y no disponible.
7.3 Disponibilidad de la energía en los sistemas cerrados.
7.4 Disponibilidad de la energía en los sistemas abiertos.
7.5 Consideraciones exergéticas sobre algunos dispositivos que operan con
corriente fluida.
7.6 Parámetros de rendimiento exergético.