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Fichas de asignaturas 2013-14


INGENIERÍA TÉRMICA

Asignaturas
 

  Código Nombre    
Asignatura 21715042 INGENIERÍA TÉRMICA Créditos Teóricos 3,75
Título 21715 GRADO EN INGENIERÍA EN TECNOLOGÍAS INDUSTRIALES - CÁDIZ Créditos Prácticos 3,75
Curso   3 Tipo Obligatoria
Créd. ECTS   6    
Departamento C147 MAQUINAS Y MOTORES TERMICOS    

 

Requisitos previos

Haber superado las materias correspondientes a las competencias de Formación
Básica de Termotecnia, citados en la correspondiente competencia del módulo común
a la rama industrial:
C01. Conocimientos de termodinámica aplicada y transmisión de calor. Principios
básicos y su aplicación a la resolución de problemas de ingeniería.

 

Recomendaciones

Se recomienda al alumno la asistencia a clases de teoría y problemas, y el
estudio continuo de la asignatura.

 

Profesorado

Nombre Apellido 1 Apellido 2 C.C.E. Coordinador  
FRANCISCO JOSE SANCHEZ DE LA FLOR S

 

Competencias

Se relacionan aquí las competencias de la materia/módulo o título al que pertenece la asignatura, entre las que el profesorado podrá indicar las relacionadas con la asignatura.

Identificador Competencia Tipo
G03 Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones ESPECÍFICA
G07 Capacidad de analizar y valorar el impacto social y medioambiental de las soluciones técnicas ESPECÍFICA
M03 Conocimientos aplicados de ingeniería térmica ESPECÍFICA
T01 Capacidad para la resolución de problemas. GENERAL
T04 Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica GENERAL
T07 Capacidad de análisis y síntesis GENERAL
T16 Sensibilidad por temas medioambientales GENERAL

 

Resultados Aprendizaje

Identificador Resultado
R4 Conocer el cálculo energético de ciclos de generación de potencia y de refrigeración
R3 Conocer el cálculo y análisis de procesosos de combustión sencillos
R1 Conocer el contexto y la clasificación de los principales equipos y máquinas térmicas
R5 Conocer el funcionamiento de los de motores endotérmicos y exotérmicos
R7 ­Conocer las aplicaciones en generación eléctrica y cogeneración de los de motores endotérmicos y exotérmicos
R2 ­Conocer los balances de masa y energía en equipos térmicos
R6 ­Saber expresar y calcular los balances de energía y rendimientos de los motores endotérmicos y exotérmicos

 

Actividades formativas

Actividad Detalle Horas Grupo Competencias a desarrollar
01. Teoría
36 G03 G07 T16
02. Prácticas, seminarios y problemas
12 M03 T01 T07
04. Prácticas de laboratorio
12 T04
10. Actividades formativas no presenciales
Se encargarán trabajos individuales o en grupos
reducidos relacionados con las actividades de
Clases Laboratorios (D).
(mínimo 1 y máximo 8).
40 Reducido
11. Actividades formativas de tutorías
Se resolverán dudas generales de la asignatura, y
de los trabajos encargados
10 Reducido
13. Otras actividades
Horas de estudio
40 Reducido

 

Evaluación

Criterios Generales de Evaluación

- Se evaluará la teoría (A) mediante exámenes preferentemente de tipo test y
usando el aula virtual
- Se evaluarán los problemas (B) mediante trabajos y pequeños exámenes.
- Se evaluarán las prácticas de laboratorios (D) mediante trabajos y pequeños
exámenes.
- Para las prácticas de laboratorios se contabilizará la asistencia, siendo
obligatorio un mínimo de un 60%.

En total se han programado 4 exámenes parciales de algunos o todos los 3 tipos
anteriores, más el examen final. Los exámenes parciales son eliminatorios hasta
la primera convocatoria (febrero), debiendo sacar un 5 para eliminar la materia.

 

Procedimiento de Evaluación

Tarea/Actividades Medios, Técnicas e Instrumentos Evaluador/es Competencias a evaluar
Exámenes de problemas (B) Exámenes y trabajos de problemas
  • Profesor/a
M03 T01 T07
Pruebas de evaluación de la teoría A) Examen tipo test preferentemente a través del aula virtual
  • Profesor/a
G03 G07 T16
Pruebas de Laboratorios (D) Entrega de trabajos en grupos, y pequeñas pruebas individuales
  • Profesor/a
  • Autoevaluación
M03 T01 T04 T07
Trabajos relativos a las Clases de Problemas (B) Presentación en clase
  • Co-Evaluación
T01 T07

 

Procedimiento de calificación

La nota final se calculará como un 30% la nota de teoría, un 40% la nota de
problemas, y un 30% la nota de laboratorios. La nota mínima en cada parte será de
un 3.5 sobre 10, debiendo ser la nota media final mayor o igual que 5.
De esta forma, se está valorando las "pruebas escritas u orales" (exámenes de
teoría y problemas) con un 70%, mientras que los "resultados de actividades de
aprendizaje" (prácticas de laboratorios) con el 30% restante.
Si se aprueba alguna de las 3 partes se guardará hasta la convocatoria de
septiembre.

 

Descripcion de los Contenidos

Contenido Competencias relacionadas Resultados de aprendizaje relacionados
            PARTE II: EQUIPOS TÉRMICOS

TEMA 7. EQUIPOS DE PRODUCCIÓN DE CALOR. CALDERAS.

1: Generación de energía térmica a partir de los combustibles.

1.1 - Introducción
1.2 - Características y composición de combustibles
1.3 - Reacciones de combustión
1.4 - Tipos de combustión
1.5 - Aire para la combustión
1.6 - Gases de combustión
1.7- Poder calorífico
1.8 - Combustión incompleta :pérdidas por inquemados
1.9 - El análisis de la combustión: diagramas de combustión

2: Calderas.
2.1 - Analisis de los procesos en la caldera
2.2 - Propiedades del vapor de agua
2.3 - Tipos de calderas
2.4 - Balances, pérdidas y evaluación del rendimiento
2.5 - Instalaciones de preparación de combustibles
2.6 - Funcionamiento y controles

TEMA 8: EQUIPOS DE PRODUCCIÓN DE FRÍO

1: MÁQUINAS FRIGORÍFICAS
1.1- Introducción: la producción de frío en aplicaciones industriales y para
climatización
1.2 - Concepto de máquina frigorífica y ciclo frigorífico.
1.3 - Ciclo frigorífico real de fluido condensable. Equipos que desarrollan el
ciclo
1.4 - Potencia útil, coeficientes de eficiencia energética y gasto de energía

2: BOMBA DE CALOR:
2.1 - Principio de funcionamiento,coeficiente de eficiencia energética, interés
energético
2.2 - Tipos y aplicaciones de la bomba de calor


TEMA 9: EQUIPOS DE INTERCAMBIO DE CALOR.

1.  Introducción.
2.  Tipos de intercambiadores
3.  Distribución de temperatura en el interior de intercambiadores de calor.
4.  Coeficiente global de transmisión de calor.
4.1.  Análisis de intercambiadores: método de la diferencia de temperatura
logarítmica media (L.M.T.D.)
4.2.  Disposición en equicorriente.
4.3.  Disposición en contracorriente.
4.4.  Intercambiadores de pasos múltiples y flujo cruzado.
5.  Análisis de intercambiadores: método N.T.U.
5.1.  Definiciones.
5.2.  Relaciones entre efectividad-N.T.U.
6.  Metodología para el cálculo de intercambiadores.
7.  Intercambiadores de flujo cruzado

        
G03 G07 M03 T01 T04 T07 T16 R7 R2 R6
            PARTE I: MOTORES ENDOTÉRMICOS Y EXOTÉRMICOS.

Tema 1.-PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DE LAS MÁQUINAS MOTRICES: MOTORES TERMICOs

1. - Introducción: la energía,transformaciones y usos
2. - Clasificación general y aplicaciones de las máquinas térmicas
3. - Ciclo termodinámico y motor térmico
4. - Motores de combustión externa e interna: fluidos de trabajo
5. - Ciclos elementales básicos de los motores térmicos y sus procesos termodinámicos
6. - Aplicación de los motores térmicos a la generación eléctrica y la cogeneración

TEMA 2: PLANTAS DE POTENCIA CON TURBINAS DE VAPOR

1. - Ciclos Rankine simple, con recalentamiento y regenerativo: análisis de los
procesos y rendimientos
2. - Centrales termoeléctricas convencionales:
2.1. - elementos componentes y funcionamiento
2.2.- análisis energético y rendimientos de la central
3. - Instalaciones de cogeneración con turbinas de vapor:
3.1. - elementos componentes y funcionamiento
3.2.- análisis energético y rendimientos de la instalación

TEMA 3: PLANTAS DE POTENCIA CON TURBINAS DE GAS

1. - Ciclos Brayton simple y regenerativo: análisis de los procesos y
rendimiento
2. - Ciclo Brayton con interenfriamientos y recalentamientos
3. - Instalaciones de cogeneración con turbinas de gas:
3.1. - elementos componentes y funcionamiento
3.2. - análisis energético y rendimientos de la instalación

TEMA 4: PLANTAS DE POTENCIA DE CICLO COMBINADO

1. - Centrales termoeléctricas de ciclo combinado:
1.1.- elementos componentes y funcionamiento
1.2.- interés de las centrales de ciclo combinado
1.3.- análisis energético y rendimientos

TEMA 5:EVALUACIÓN ENERGÉTICA Y ECONÓMICA DE PROYECTOS DE COGENERACIÓN

1.- Introducción:la cogeneración frente a la demanda de energía en la
industria
2.- Interés de la cogeneración
3.- Sistemas de cogeneración
4.- Normativa sobre cogeneración
5.- Evaluación energética y económica de proyectos de cogeneración

TEMA 6.- PRODUCCIÓN DE POTENCIA MEDIANTE MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA ALTERNATIVOS

1.- Introducción a los motores de combustión interna alternativos
2.- Características geométricas y cinemáticas
3.- Ciclo termodinámico y funcionamiento de los motores de cuatro tiempos
4.- Ciclo termodinámico y funcionamiento de los motores de dos tiempos
5.- Trabajo, potencia y rendimientos
6.- Dosado. Consumo específico de combustible
7.- Renovación de la carga. Rendimiento volumétrico
8.- Sobrealimentación de motores
9.- Instalaciones de cogeneración con motores de combustión interna alternativos

        
G03 G07 M03 T01 T04 T07 T16 R7 R2 R6

 

Bibliografía

Bibliografía Básica

 

 I.- TERMODINAMICA BASICA Y APLICADA:

- MORAN, M.J.; SHAPIRO, H.N. Fundamentos de Termodinámica Técnica. Tomo 1, Tomo 

2. E. Reverté, S.A., 1993.

- WARK K. Termodinámica. McGraw-Hill, 1991.

 

II.- TRANSFERENCIA DE CALOR:

- CHAPMAN A.J. Transmisión de calor. (3ª Edición), Bellisco, 1990.

- HOLMAN, J.P. Transferencia de calor. CECSA, 1998.

 

 

 

Bibliografía Específica

 

I.- TERMODINAMICA BASICA Y APLICADA:

- MATAIX C. Termodinámica Técnica y Máquinas Térmicas. Ediciones ICAI, 1978.

- SEGURA J. Termodinámica Técnica. E. Reverté, 1988.

- LACALLE, J.M. y otros. Problemas de Termodinámica. E.T.S.I.I. de Madrid. 1988.

- ÇENGEL, YUNUS A. Michael A. Boles.  Termodinámica. McGraw-HillII.

- J. AGÜERA SORIANO. Termodinámica Lógica y Motores Térmicos. (Ciencia 3, 1993).

- Termodinámica Lógica y Motores Térmicos. J. Agüera Soriano (Ciencia 3, 1993).

- Termodinámica: Análisis Exergético. J.L. Gómez, M. Monleón y A. Ribes (Reverté, 1990).
- Problemas de Termodinámica Técnica. J.L. Segura (Reverte, 1993).
- Termodinámica lógica y motores térmicos. Problemas resueltos. J. Agüera Soriano. (Ciencia, 1993).


II.- TRANSFERENCIA DE CALOR:

 

- INCROPERA, F.P.; De WITT, D.P. Fundamentos de Transferencia de Calor y Masa. 
John Wiley & Sons.  

 

III. - TEMAS ESPECÍFICOS:

-Mataix, Claudio. Turbomáquinas térmicas , Madrid. 1988. 2a ed. 1065 p.

-Llorens, M. Editores: CEAC, 1999

-Llopis, F. P., Luque, A. M., Fontal, A. G., Freixa, C. F., Odriozola, T. N., Rossell, J. C., ... & Flórez, J. A. A. (2002). Máquinas térmicas motoras (volum I) y (volum II)

 

Bibliografía Ampliación

Sawhney, G. S. (2010). Thermal and Hydraulic Machines. PHI Learning Pvt. Ltd.

Rayaprolu, K. (2010). Boilers for power and process. CRC Press.

Kakac, S. (1991). Boilers, evaporators, and condensers.

Kakac, S., Pramuanjaroenkij, A., & Liu, H. (2012). Heat exchangers: selection, rating, and thermal design. CRC press.

 

El presente documento es propiedad de la Universidad de Cádiz y forma parte de su Sistema de Gestión de Calidad Docente. En aplicación de la Ley 3/2007, de 22 de marzo, para la igualdad efectiva de mujeres y hombres, así como la Ley 12/2007, de 26 de noviembre, para la promoción de la igualdad de género en Andalucía, toda alusión a personas o colectivos incluida en este documento estará haciendo referencia al género gramatical neutro, incluyendo por lo tanto la posibilidad de referirse tanto a mujeres como a hombres.