Ingeniería Térmica y de Fluidos


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1 Unidad responsable: Unidad que imparte: Curso: Titulación: Créditos ECTS: ESEIAAT - Escuela Superior de Ingenierías Industrial, Aeroespacial y Audiovisual de Terrassa MMT - Departamento de Máquinas y Motores Térmicos MF - Departamento de Mecánica de Fluidos MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA INDUSTRIAL (Plan 2013). (Unidad docente Obligatoria) 7,5 Idiomas docencia: Catalán, Castellano Profesorado Responsable: Otros: MANUEL QUERA MIRO - SALVADOR DE LAS HERAS OSCAR RIBE TORIJANO - ALBERT PUIG KOWERDOWICZ - HIPOLIT MORENO - DAIBEL DE ARMAS Capacidades previas Química, Termodinámica, Transferencia de calor, Mecánica de Fluids Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura Específicas: 1. Conocimientos y capacidades para el diseño y análisis de máquinas y motores térmicos, máquinas hidráulicas e instalaciones de calor y frío industrial. Metodologías docentes La metodología docente se divide en tres partes : Sesiones presenciales de exposición de los contenidos. Sesiones presenciales de trabajo práctico ( ejercicios y problemas ). Trabajo autónomo de estudio y realización de ejercicios y actividades. En las sesiones de exposición de los contenidos, el profesorado introducirá las bases teóricas de la materia, conceptos, métodos y resultados ilustrándolos con ejemplos convenientes para facilitar su comprensión. En las sesiones de trabajo práctico en el aula, el profesorado guiará al estudiante en la aplicación de los conceptos teóricos para la resolución de problemas, fundamentando en todo momento el razonamiento crítico. Se propondrán ejercicios que los estudiantes resuelva en el aula y fuera del aula, para favorecer el contacto y utilización de las herramientas básicas necesarias para la resolución de problemas. El estudiante, de forma autónoma, tiene que trabajar el material proporcionado por el profesorado y el resultado de las sesiones de trabajo- problemas para asimilar y fijar los conceptos. El profesorado proporcionará un plan de estudio y de seguimiento de actividades ( ATENEA ). Objetivos de aprendizaje de la asignatura La asignatura está estructurada en tres partes o módulos temáticos : -Módulo 1 (Ingeniería de fluidos) : Máquinas y sistemas hidráulicos ( 2,5 ECTS ) -Módulo 2 (Ingeniería térmica) : Instalaciones de calor y frío industrial ( 2,5 ETCS ) -Módulo 3 (Ingeniería térmica) : Motores térmicos ( 2,5 ETCS ) Cada módulo será tractado, a nivel docente, de forma independente (clases teoría/problemas, laboratorio, trabajos y 1 / 5

2 evaluaciones) Módulo 1 : Máquinas y sistemas hidráulicos Estudio de los principios operativos, tecnología básica y aplicaciones de las máquinas hidráulicas generadoras, así como de varios equipos e instalaciones de los sistemas hidráulicos. El alumno debe conocer los tipos de máquinas estudiadas, su funcionamiento, los criterios básicos de selección empleados en la ingeniería y su ámbito de aplicación. También debe dominar la interrelación de la máquina con el sistema en el que se conecta y cómo actuar para modificar el punto de funcionamiento. Finalmente, debe ser consciente de los problemas más frecuentes que devienen de la explotación normal de una instalación y como evitarlos. Módulo 2 :Instalaciones de calor y frío industrial Estudio de los principios operativos, tecnología básica y aplicaciones de los principales equipos de generación de calor y frío industrial. El alumno debe saber realizar balances y determinar el rendimiento y prestaciones de los equipos estudiados. Asimismo debe saber delimitar los tipos de aplicaciones y limitaciones de utilización de cada equipo, incidiendo especialmente en el impacto medioambiental que su explotación puede suponer. Módulo 3 : Motores térmicos Estudio de los principios operativos, tecnología básica y aplicaciones de los motores térmicos. Estos equipos permiten producir energía mecánica, a partir del contenido energético de un fluido ( usualmente calor generado por combustión ). Las principales aplicaciones de estos equipos se centran en el transporte, el accionamiento de maquinaria y la generación de energía eléctrica. De forma similar a los equipos de generación de calor y frío, el alumno debe saber realizar balances y determinar el rendimiento y prestaciones de los equipos estudiados. Asimismo debe saber delimitar los tipos de aplicaciones y limitaciones de utilización de cada equipo, incidiendo especialmente en el impacto medioambiental que su explotación puede suponer. Horas totales de dedicación del estudiantado Dedicación total: 187h 30m Horas grupo grande: 45h 24.00% Horas grupo mediano: 0h 0.00% Horas grupo pequeño: 22h 30m 12.00% Horas actividades dirigidas: 0h 0.00% Horas aprendizaje autónomo: 120h 64.00% 2 / 5

3 Contenidos Módulo 1: Máquinas y sistemas hidráulicos Conceptos previos. Bombas y ventiladores. Curvas características. Selección. Ámbitos de aplicación. Instalaciones con turbomáquinas. Punto de funcionamiento. Grupos adimensionales, semejanza y teoría de modelos. Sistemas de regulación. Válvulas de control. Selección. Tipología. Funcionamiento inestable. Bombeo. Golpe de ariete. Cavitación. Módulo 2: Instalaciones de calor y frio industrial Intercambiadores de calor Combustibles y combustión Máquinas frigoríficas Generadores de calor Módulo 3: Motores térmicos Motores térmicos de combustión interna (MACI) Turbinas de vapor Turbinas de gas Máquinas térmicas combinadas (CHP Systems) 3 / 5

4 Sistema de calificación La nota final del curso será la nota ponderada de los tres módulos, según el siguiente criterio: - Módulo 1 : 1/3 - Módulo 2 : 1/3 - Módulo 3 : 1/3 La nota final del Módulo 1 depende de las siguientes actividades: -1 : Primer examen parcial (1ª Evaluación) 30 % -2 : Segundo examen parcial (2ª Evaluación) 40 % -3 : Laboratorio 20 % -4 : Trabajos 10 % La nota final del Módulo 2 depende de las siguientes actividades: -1 : Examen 100% programa del módulo (1ª Evaluación) 80 % -2 : Laboratorio / Trabajo 20 % La nota final del Módulo 3 depende de las siguientes actividades: -1 : Examen 100% programa del módulo (2ª Evaluación) 80 % -2 : Laboratorio / Trabajo 20 % El sistema de evaluación seguirá el siguiente calendario : - 1ª Evaluación : Módulo 1 (primer examen parcial) Módulo 2-2ª Evaluación : Módulo 1 (segundo examen parcial) Módulo 3 Para los alumnos que no aprueben la 1ª Evaluación, está previsto realizar un examen de recuperación quye se realizará el dia del examen de 2ª Evaluación. Normas del examen de recuperación: -Sólo pueden presentarse los alumnos que hayan suspendido la 1ª Evaluación -Nota máxima limitada a 6,0 sobre 10,0 -La nota final de 1ª Evaluación será la más alta que obtenga el alumno entre los dos exámenes (examen ordinario y examen de recuperación) 4 / 5

5 Bibliografía Básica: Heras, Salvador de las. Fluidos, bombas e instalaciones hidráulicas [en línea]. Barcelona: Iniciativa Digital Politècnica, 2011 [Consulta: 30/06/2016]. Disponible a: < ISBN Heras, Salvador de las. Mecánica de fluidos en ingeniería [en línea]. Barcelona: Iniciativa Digital Politècnica, 2012 [Consulta: 30/06/2016]. Disponible a: < ISBN Çencel, Y.A.; Boles, M.A. Termodinámica [en línea]. 7ª ed. México: McGraw-Hill, 2009 [Consulta: 21/05/2014]. Disponible a: < ISBN Kays, W.M.; London, A.L. Compact heat exchangers. 3rd ed. Malabar: Krieger Publishing, ISBN Chase, Malcom W. NIST-JANAF thermochemical tables set. 4th ed. Springer Verlag Gmbh, ISBN Pita, Edward G. Principios y sistemas de refrigeración. México: Limusa, ISBN ASHRAE handbook: refrigeration. Atlanta: American Society of Heating, Ventilating and Air-Condtioning Engineers, ISBN Carreras, R.; Comas, A.; Calvo, A. Motores de combustión interna: fundamentos. Barcelona: Edicions UPC, ISBN Basshuysen, R. van; Schäfer, F. Internal combustion engine handbook: basics, components, systems, and perspectives. Warrendale, PA: Society of Automotive Engineers, ISBN McBirnie, Samuel C. Marine steam engines and turbines. 4th ed. London: Butterworths, ISBN Saravanamuttoo,H.I.H. [et al.]. Gas turbine theory. 6th ed. Harlow; New York: Pearson Prentice Hall, ISBN / 5

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