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Fichas de asignaturas 2016-17


INGENIERÍA ENERGÉTICA Y FLUIDOMECÁNICA

Asignaturas
 

  Código Nombre    
Asignatura 21717012 INGENIERÍA ENERGÉTICA Y FLUIDOMECÁNICA Créditos Teóricos 2.25
Título 21717 GRADO EN INGENIERÍA EN DISEÑO INDUSTRIAL Y DESARROLLO DEL PRODUCTO Créditos Prácticos 5.25
Curso   3 Tipo Obligatoria
Créd. ECTS   6    
Departamento C147 MAQUINAS Y MOTORES TERMICOS    

 

Recomendaciones

Haber superado las materias correspondientes a las competencias de Formación
Básica de Física y Matemáticas , citadas en las correspondientes competencias
básicas:

B02. Comprensión y dominio de los conceptos básicos sobre las leyes generales de
la mecánica, termodinámica, campos y ondas y electromagnetismo y su aplicación
para la resolución de problemas propios de la ingeniería.

B01. Capacidad para la resolución de los problemas matemáticos que puedan
plantearse en la ingeniería. Aptitud para aplicar los conocimientos sobre:
álgebra lineal; geometría; geometría diferencial; cálculo diferencial e integral;
ecuaciones diferenciales y en derivadas parciales; métodos numéricos; algorítmica
numérica.

Concretamente los requisitos previos serían al menos:
-  De FISICA:
o  Concepto de energía, potencia, masa, presión absoluta y relativa, temperatura,
densidad, volumen específico, calores específicos, entalpía
o  Sistemas de unidades para cada uno de los conceptos anteriores y cambios de
unidades para Sistema Internacional, y otros
-  De MATEMATICAS:
o  Interpolación de una y varias variables.
o  Derivadas parciales
o  Gradiente de un campo escalar
o  Integrales
o  Concepto de límite
o  Condiciones de contorno
o  Transformadas de Laplace y Fourier
o  Resolución de sistemas de ecuaciones lineales y no lineales
o  Resolución matricial de sistemas de ecuaciones

En líneas generales, se recomienda al alumno la asistencia a clases de teoría y
problemas, y el estudio continuo de la asignatura.
Para el estudio se debe usar la bibliografía recomendada y los apuntes propios
del alumno. Las transparencias aportadas por el profesor son únicamente un guión
para el seguimiento de las clases y no tienen carácter de apuntes para el estudio
de la asignatura.
Se recomienda la implicación del alumno en la asignatura desde el comienzo del
semestre participando en los trabajos propuestos y estudiando los conceptos
desarrollados en las clases teóricas y prácticas.

 

Profesorado

Nombre Apellido 1 Apellido 2 C.C.E. Coordinador  
JOSE SANCHEZ RAMOS PROFESOR SUSTITUTO INTERINO 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
C01 Conocimientos de termodinámica aplicada y transmisión de calor. Principios básicos y su aplicación a la resolución de problemas de ingeniería. ESPECÍFICA
C02 Conocimientos de los principios básicos de la mecánica de fluidos y su aplicación a la resolución de problemas en el campo de la ingeniería. Cálculo de tuberías, canales y sistemas de fluidos. ESPECÍFICA
CB1 Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio. GENERAL
CB2 Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio. GENERAL
CB3 Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética. GENERAL
CB4 Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado. GENERAL
CB5 Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía. GENERAL
CG1 Competencia idiomática (Compromiso UCA) GENERAL
CG2 Competencia en otros valores (Compromiso UCA) GENERAL
CT1 Trabajo en equipo: capacidad de asumir las labores asignadas dentro de un equipo, así como de integrarse en él y trabajar de forma eficiente con el resto de sus integrantes. GENERAL

 

Resultados Aprendizaje

Identificador Resultado
R9 Análisis y evaluación de problemas de transporte de aire y agua
R8 Conceptos técnicos de mecánica de fluidos y diseño de instalaciones de aire y agua
R3 Conocer las leyes fundamentales que rigen los fenómenos de transmisión de calor.
R5 Conocer las metodologías de resolución de problemas de transferencia de calor.
R6 Conocer los distintos tipos de intercambiadores de calor y sus aplicaciones
R1 Conocer y obtener las propiedades características de los fluidos térmicos.
R2 Conocer y saber aplicar los fundamentos de la Termodinámica a los principales procesos y equipos térmicos.
R10 Diseño de instalaciones de aire y agua
R4 Saber establecer las hipótesis necesarias y aplicar las leyes de la transmisión de calor para plantear y definir las expresiones que permitirán la obtención de las temperaturas y flujos de calor en aplicaciones prácticas.
R7 Saber realizar el análisis térmico de intercambiadores de calor.

 

Actividades formativas

Actividad Detalle Horas Grupo Competencias a desarrollar
01. Teoría
18 C01 C02
02. Prácticas, seminarios y problemas
18 C01 C02 CB3 CB5
03. Prácticas de informática
12 C01 C02 CB1 CB3
04. Prácticas de laboratorio
12 C01 C02 CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CG1 CG2 CT1
10. Actividades formativas no presenciales
40 Reducido C01 C02 CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CG1 CG2 CT1
11. Actividades formativas de tutorías
Se resolverán dudas generales de la asignatura, y
de los trabajos encargados.
10 Reducido C01 C02
13. Otras actividades
Horas de estudio
40 Reducido C01 C02

 

Evaluación

Criterios Generales de Evaluación

2. Sobre las evaluaciones
2.1 Se establecen unos criterios mínimos de conocimiento en cada evaluación, que
de no cumplirse, causarán la obtención de una calificación igual a cero en la
parte o ejercicio correspondiente independientemente de los demás desarrollos
realizados por el alumno en ese ejercicio. Estos son:
• Fallos de unidades
• Errores de concepto: son aquellos errores en el planteamiento del problema o
cuestión que reflejen el mal conocimiento de la teoría y la falta de rigor
técnico. Estos errores son descritos/comentados en las sesiones presenciales de
la asignatura para propugnar que el alumno no los cometa.
• Copia y plagio
• Errores graves de ortografía
• Entrega fuera de los plazos establecidos
• Mínimos de conocimiento específicos establecidos por el profesor en cada
evaluación particular.
2.2 La evaluación de las partes de teoría y problemas se realizará de la
siguiente manera:
• No se controla ni puntúa la asistencia.
• Durante el desarrollo del cuatrimestre, por medio de tareas a entregar o
exámenes parciales. Los exámenes parciales serán una decisión del profesor de la
asignatura, siendo el número máximo de ellos 2 para teoría y problemas..
• El examen final y los de las convocatorias oficiales de junio y septiembre,
estarán divididos en el mismo número de evaluaciones que las realizadas durante
el desarrollo del cuatrimestre.
2.3 La asistencia a las prácticas no es puntuable
• Se requiere un mínimo de asistencia para optar a aprobar las prácticas. Dicho
mínimo depende el número total de prácticas que se impartan durante el curso y
está dado por la siguiente tabla:
Numero practicas total    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Asistencia mínima obligatoria  1 2 2 3 3 4 5 5 6 6

2.4 La evaluación de prácticas se realizará, o bien con una entrega al final del
cuatrimestre o bien al final de cada sesión (a partir de la segunda de ellas) por
medio del diligenciamiento de un formulario o plantilla preestablecida al efecto
en el aula virtual.

 

Procedimiento de Evaluación

Tarea/Actividades Medios, Técnicas e Instrumentos Evaluador/es Competencias a evaluar
Exámenes de problemas (B) Exámenes de problemas
  • Profesor/a
C01 C02 CB1 CB3 CB5
Pruebas de evaluación de la teoría (A) Examen tipo test preferentemente
  • Profesor/a
C01 C02
Pruebas de Laboratorios (D) Pruebas individuales
  • Profesor/a
C01 C02 CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CG1 CG2 CT1

 

Procedimiento de calificación

1. Aspectos generales
1.1 El peso de cada una de las partes en la nota final es: 50% Problemas, 30%
Prácticas, y 20% Teoría. Los problemas y la teoría aparecen vinculados en forma
de exámenes escritos.
1.2 La asistencia y presentación de las evaluaciones de prácticas es obligatoria.
1.3 No se puede aprobar la asignatura si una o más partes tienen una nota
inferior a 4.0 sobre 10. Siendo las partes comentadas: problemas, teoría y
prácticas. En cuyo caso, la nota máxima de la asignatura será de suspenso 4.0 en
las actas oficiales.
1.4 Las notas de las partes de teoría y problemas se guardan hasta la
convocatoria de septiembre.
1.5 La nota que se guarda, es decir, la nota que se considera válida en cada una
de las partes, es la que se obtenga en la última de las convocatorias
presentadas.
1.6 Los alumnos repetidores que hayan aprobado las prácticas el año
inmediatamente anterior, no están obligados a asistir ni a examinarse de
prácticas, en cuyo caso obtendrán una nota final en las prácticas de 5 sobre 10.
En caso de que lo deseen podrán realizarlas y ser evaluados.

 

Descripcion de los Contenidos

Contenido Competencias relacionadas Resultados de aprendizaje relacionados
            PARTE III: INGENIERÍA FLUIDOMECÁNICA
1. Conceptos básico de Mecánica de fluidos
2. Números adimensionales y Bernoulli
3. Cálculo de pérdidas en redes de distribución
4. Bombas: curva característica y definición de parámetros
5. Curva de instalación
        
C01 C02 CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CG1 CG2 CT1 R9 R8 R1 R10
            PARTE II: TRANSFERENCIA DE CALOR: FUNDAMENTOS Y
APLICACIONES

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
        
C01 C02 CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CG1 CG2 CT1 R3 R5 R4
            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.

        
C01 C02 CB1 CB2 CB3 CB4 CB5 CG1 CG2 CT1 R6 R1 R2 R7

 

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

  • J. AGÜERA SORIANO. Mecánica de fluidos incompresibles y Turbomáquinas hidráulicas. Editorial Ciencia 3, S.A. 1.996.
  • CATEDRA DE M.F. DE LA U.P.V. Curso de ingeniería hidráulica. I. de Estudios de Administración Local. 1987.

 

Bibliografía Ampliación

  • 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).

 

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.