Universidad de Jaén

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Guía docente 2018-19 - 74713001 - Ingeniería térmica y de fluidos aplicada

TITULACIÓN: Máster en Ingeniería industrial
CENTRO: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (JAÉN)

CURSO ACADÉMICO: 2018-19
GUÍA DOCENTE
1. DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA
NOMBRE: Ingeniería térmica y de fluidos aplicada
CÓDIGO: 74713001 CURSO ACADÉMICO: 2018-19
TIPO: Optativa
Créditos ECTS: 4.0 CURSO: 1 CUATRIMESTRE: PC
WEB: http://dv.ujaen.es/docencia/goto_docencia_crs_526965.html
 
2. DATOS BÁSICOS DEL PROFESORADO
NOMBRE: PALOMAR CARNICERO, JOSÉ MANUEL
IMPARTE: Teoría [Profesor responsable]
DEPARTAMENTO: U121 - INGENIERÍA MECÁNICA Y MINERA
ÁREA: 590 - MÁQUINAS Y MOTORES TÉRMICOS
N. DESPACHO: A3 - 015 E-MAIL: jpalomar@ujaen.es TLF: 953212368
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/58221
URL WEB: -
 
NOMBRE: GUTIÉRREZ MONTES, CÁNDIDO
IMPARTE: Teoría - Prácticas
DEPARTAMENTO: U121 - INGENIERÍA MECÁNICA Y MINERA
ÁREA: 600 - MECÁNICA DE FLUIDOS
N. DESPACHO: A3 - 022 E-MAIL: cgmontes@ujaen.es TLF: 953212903
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/81290
URL WEB: http://www.fluidsujaen.es/
 
NOMBRE: KHANAFER BASSAM, NABIH
IMPARTE: Prácticas
DEPARTAMENTO: U121 - INGENIERÍA MECÁNICA Y MINERA
ÁREA: 590 - MÁQUINAS Y MOTORES TÉRMICOS
N. DESPACHO: 90 - 011 E-MAIL: khanafer@ujaen.es TLF: 953212868
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/58280
URL WEB: -
 
3. PRERREQUISITOS, CONTEXTO Y RECOMENDACIONES
PRERREQUISITOS:

No se han establecido requisitos previos para esta asignatura.

CONTEXTO DENTRO DE LA TITULACIÓN:

Se trata de una asignatura optativa integrada en el módulo de optatividad y que se imparte en el primer cuatrimestre del máster.

El Módulo de Optatividad está formado por 9 materias de las que el alumno deberá cursar 7 para conseguir 28 créditos de este módulo. 

Este Módulo de Optatividad se utilizará para conseguir que todos los alumnos del programa de Ingeniería Industrial (compuesto por un Grado de la rama Industrial más el Máster en Ingeniería Industrial) adquieran las mismas competencias independientemente del grado con el que se accede al Máster.

RECOMENDACIONES Y ADAPTACIONES CURRICULARES:
-
El alumnado que presente necesidades específicas de apoyo educativo, lo ha de notificar personalmente al Servicio de Atención y Ayudas al Estudiante para proceder a realizar, en su caso, la adaptación curricular correspondiente.
4. COMPETENCIAS Y RESULTADOS DE APRENDIZAJE
código Denominación de la competencia
CG02 Proyectar, calcular y diseñar productos, procesos, instalaciones y plantas.
CG10 Saber comunicar las conclusiones -y los conocimientos y razones últimas que las sustentan- a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
CT02 Capacidad para la gestión de la información, manejo y aplicación de las especificaciones técnica y la legislación necesaria para la práctica de la ingeniería
CT05 Capacidad para la transmisión oral y escrita de información adaptada a la audiencia.
Resultados de aprendizaje
Resultado 17.1 Dominar los conceptos y procedimientos avanzados de termodinámica técnica y termotecnia, y de las tecnologías más características asociadas a ellas
Resultado 17.2 Calcular cargas térmicas e intercambiadores de calor
Resultado 17.3 Dominar los principios básicos de funcionamiento de máquinas de fluido y aplicar análisis dimensional
Resultado 17.4 Capacidad para dimensionar bombas y turbinas
Resultado COM02R Conocimientos aplicados de ingeniería térmica.
Resultado COM05R Conocimiento aplicado de los fundamentos de los sistemas y máquinas fluidomecánicas.
5. CONTENIDOS

Bloque 1: Ingeniería térmica aplicada
Complementos de termodinámica
Producción de calor
Psicrometria
Intercambiadores de calor


Bloque 2: Ingeniería de fluidos aplicada
Turbomáquina
Análisis dimensional y semejanza de turbomáquinas
Análisis dinámico unidimensional de turbomáquinas

BLOQUE 1: INGENIERÍA TÉRMICA APLICADA

TEMA 1:FUENTES DE ENERGÍA PARA USO TÉRMICO

1.1.- Introducción.  1.2.- Características de los combustibles fósiles y biomásicos.1.2.1.- Análisis inmediato. 1.2.1.1.- Densidad. 1.2.1.2.- Humedad. 1.2.1.3.- Materias volátiles. 1.2.1.4.- Contenido en carbono. 1.2.1.5.- Cenizas. 1.2.2.- Análisis elemental. 1.2.3.- Otras propiedades. 1.2.3.1.- Poder calorífico. 1.2.3.2.- Exergía química. 1.2.3.3.- Viscosidad. 1.2.3.4. Limites de inflamabilidad. 1.2.3.5.- Temperatura de inflamación y de ignición. 1.2.3.6.- Temperatura teórica de la combustión. 1.3.- Combustibles sólidos. 1.3.1.- Combustibles sólidos naturales. 1.3.1.1.- Biomasa. 1.3.1.2.-  El carbón. 1.3.2.- Combustibles sólidos artificiales. 1.4.- Combustibles líquidos. 1.4.1.- Actividades de los hidrocarburos. 1.4.2.- Otros combustibles líquidos. 1.5.- Combustibles gaseosos. 1.5.1.- Tipos de gases combustibles. 1.5.1.1.- Gas Natural (GN). 1.5.1.2.- Gases Licuados del Petróleo (GLP). 1.5.1.3.- Aire propanado. 1.5.1.4.- Gases Manufacturados (GAS CIUDAD). 1.5.1.5.- Gasificación del carbón. 1.6.- Biomasa. 1.6.1.- Tipos de biomasa. 1.6.1.1.- Cultivos energéticos y excedentes agrícolas. 1.6.1.2.- Residuos biodegradables. 1.6.1.3.- Residuos urbanos. 1.7.- Almacenamiento, transporte y distribución de los combustibles. 1.7.1.- Combustibles sólidos. 1.7.2.- Combustibles líquidos. 1.7.3.- Combustibles gaseosos. 1.8.- Combustibles nucleares. 1.8.1.- El uranio. 1.8.2. - El plutonio. 1.8.3.- Ciclo de combustible. 1.8.3.1. Materias primas y concentraciones. 1.8.3.2.- Conversión. 1.8.3.3.- Enriquecimiento. 1.8.3.4.- Refino o reconversión. 1.8.3.5.- Fabricación. 1.8.3.6.- Quemado en el reactor. 1.8.3.7.- Almacenamiento. 1.8.3.8.- Reelaboración. 1.8.3.9.- Refabricación. 1.8.3.10.- Gestión de residuos. 1.8.4.- Almacenamiento de residuos radiactivos. 1.9.- Energía solar. 1.10.- Energía geotérmica. 1.11.- Fusión nuclear. 1.12. Otras fuentes de energía. 1.13.- Evaluación de energía primaria.

TEMA 2: COMPLEMENTOS DE TERMODINÁMICA

2.1.- Introducción. 2.2.- Ciclos avanzados de potencia con vapor. 2.2.1.- Ciclo de Rankine con recalentamiento intermedio. 2.2.2.- Ciclo ideal de Rankine con regeneración. 2.2.3.- Otras consideraciones. 2.3.- Ciclos avanzados de potencia de gas. 2.3.1.- Ciclo Brayton regenerativo. 2.3.2.- Motores de turbinas de gas regenerativa con recalentamiento. 2.3.3.- Motores de turbinas de gas regenerativa con refrigeración. 2.3.4.- Motores de TG con refrigeración, recalentamiento y regeneración. 2.4.- Ciclos avanzados de refrigeración. 2.4.1.- Método de cascada sin intercambio másico. 2.4.2.- Método de cascada con intercambio másico. 2.4.3.- Método de multicompresión con refrigeración intermedia. 2.4.4.- Sistemas de refrigeración sin compresor. 2.4.4.1.- Refrigeración por eyección de vapor (refrigeración por vacío). 2.4.4.2.- Refrigeración por absorción. 2.4.5.- Ciclos criogénicos. 2.4.5.1.- Ciclo Linde (de refrigeración). 2.4.5.2.- Ciclo Linde para licuefacción del aire. 2.4.5.3.- Licuefacción con obtención de trabajo (Ciclo Claude). 2.5.- Análisis de flujo transitorio. 2.5.1.- Conservación de la masa. 2.5.2.- Conservación de la energía. 2.5.3.- Caso especial: Procesos de flujo uniforme. 2.5.4.- Segundo principio en sistemas de flujo transitorio. 2.5.4.1.- Procesos de flujo uniforme. 2.5.4.2.- Procesos generales de flujo no permanente. 2.5.5.- Aplicación del régimen transitorio en calderínes.

TEMA 3: PRODUCCIÓN DE CALOR  

3.1.- Introducción. 3.2.- Combustión. 3.2.1.- Aire mínimo para la combustión. 3.2.2.- Coeficiente de exceso de aire. 3.2.3.- Volumen y composición de los humos. 3.2.4.- Diagramas de la combustión. 3.2.4.1.- La recta de la combustión completa. 3.2.4.2.- El triángulo de la combustión incompleta. 3.2.4.3.- Empleo del triángulo de la combustión. 3.2.4.4.- Tipos de diagramas de combustión. 3.2.5.- Exergía química. 3.2.5.1.- Exergía química en sistemas no reactivos. 3.2.5.2.- Exergía en sistemas reactivos. 3.2.6.- Rendimiento de la combustión. 3.2.7.- Intercambio de calor y rendimiento del sistema completo de generación de calor. 3.3.- Obtención de energía térmica por reacciones nucleares. 3.3.1.- Fundamentos. 3.3.1.1.- Constitución de la materia. La radiactividad. 3.3.1.2.- Leyes fundamentales de la radiactividad y series radiactivas. 3.3.1.3.- Defecto de masa - energía de enlace. 3.3.2.- Reacciones nucleares. 3.3.2.1.- Sección eficaz. 3.3.2.2.- La Fisión. Reacción en cadena en el reactor nuclear. 3.3.3.- Generación de calor por reacciones de fisión. 3.3.4.- Termotransferencia a lo largo del núcleo. 3.4.- Obtención de calor por energía solar. 3.4.1. Radiación sobre superficie horizontal. 3.4.2.- Radiación solar sobre superficie inclinada. 3.4.3.- Factores para seguimiento de la trayectoria solar. 3.4.4.- Balances energéticos y rendimiento de sistemas solares térmicos.

 

TEMA 4: PSICROMETRÍA. CARGAS TÉRMICAS .-

4.1.- Psicrometría. Mezcla de gas-vapor. 4.2.- Aire seco y atmosférico. 4.3.- Humedad específica y relativa del aire. 4.4.- Temperatura de punto de rocío. 4.5.- Saturación adiabática y temperatura de bulbo húmedo. 4.6.- Diagrama psicrométrico. 4.7.- Análisis de procesos de acondicionamiento de aire. 4.11.1.- Calentamiento y enfriamiento simples. 4.11.2.- Calentamiento con humidificación. 4.7.3.- Enfriamiento con deshumidificación. 4.7.4.- Enfriamiento evaporativo. 4.7.5.- Mezcla adiabática de corrientes de aire húmedo. 4.7.6.- Torres de refrigeración. 4.8.- Equipos de aire acondicionado. 4.9.- Instalaciones de aire acondicionado. 4.10.- Cálculo de instalaciones. 4.10.1.- Acondicionamiento de aire en invierno sin recirculación. 4.10.2.- Acondicionamiento de aire en invierno con recirculación. 4.10.3.- Acondicionamiento de aire en verano sin recirculación. 4.10.4.- Acondicionamiento de aire en verano con recirculación.

TEMA 5: INTERCAMBIADORES DE CALOR.-

5.1.- Introducción. 5.2.- Tipos de intercambiadores de calor. 5.3.- Coeficiente global de transferencia de calor. 5.4.- Análisis del intercambiador de calor: Uso de la diferencia de temperatura media logarítmica (DTML). 5.4.1.- Intercambiador de calor de flujo paralelo. 5.4.2.- Intercambiador de calor en contraflujo. 5.4.3.- Condiciones especiales de operación. 5.4.4.- Intercambiadores de calor de pasos múltiples y de flujo cruzado. 5.5.- Análisis del intercambiador de calor: Método de la eficiencia NUT. 5.5.1.- Definiciones. 5.5.2.- Relaciones de eficiencia NUT. 5.6.- Metodología del cálculo de un intercambiador de calor. 5.7.- Intercambiadores de calor compactos.

 

BLOQUE 2: INGENIERÍA DE FLUIDOS APLICADA

Tema 1: Introducción a la máquinas hidráulicas:

 1.1. Introducción y generalidades sobre las máquinas hidráulicas.

1.2.  Balance energético en una máquina hidráulica.

1.3. Análisis dimensional y semejanza física en turbomáquinas.

 

Tema 2:  Teoría ideal de turbomáquinas hidráulicas.

 

2.1       Teoría general de turbomáquinas hidráulicas.

2.2       Teoría unidireccional de turbomáquinas hidráulicas.

2.3       Teoría bidimensional de turbomáquinas radiales

2.4       Teoría ideal bidimenisonal de turbomáquinas axiales.

 

Tema 3: Pérdidas y fenómenos de cavitación en turbomáquinas.

 

3.1       Flujo real en turbomáquinas hidráulicas

3.2       Pérdidas y curvas características reales en turbomáquinas.

3.3       Fenómenos de cavitación en turbomáquinas.

 

6. METODOLOGÍA Y ACTIVIDADES
ACTIVIDADES HORAS PRESEN­CIALES HORAS TRABAJO AUTÓ­NOMO TOTAL HORAS CRÉDITOS ECTS COMPETENCIAS (códigos)
A1 - Clases expositivas en gran grupo
  • M1 - Clases magistrales
  • M2 - Exposición de teoría y ejemplos generales
30.0 45.0 75.0 3.0
  • CG02
  • CG10
  • CT02
  • CT05
A2R - Clases en pequeño grupo
  • M5MR - Actividades practicas
  • M8MR - Laboratorios
  • M9MR - Aulas de informática
10.0 15.0 25.0 1.0
  • CG02
  • CG10
  • CT02
  • CT05
TOTALES: 40.0 60.0 100.0 4.0  
 
INFORMACIÓN DETALLADA:

La asignatura se desarrollará mediante:

Clases magistrales. Los conceptos básicos de la asignatura se presentaran mediante presentaciones multimedia, exposiciones teóricas, y realización de ejemplos.

Prácticas. Determinados contenidos se explorarán mediante actividades que implican la aplicación práctica de conocimientos.

7. SISTEMA DE EVALUACIÓN
 
ASPECTO CRITERIOS INSTRUMENTO PESO
Asistencia y/o participación en actividades presenciales y/o virtuales ASISTENCIA A SESIONES TEÓRICAS Y PRÁCTICAS PARTICIPACIÓN ACTIVA EN CLASE Hoja de Firmas y comentarios del profesor 5.0%
Conceptos teóricos de la materia DOMINIO DE CONOCIMIENTOS TEÓRICOS Y OPERATIVOS DE LA MATERIA Examen teórico (conceptos y problemas) 80.0%
Realización de trabajos, casos o ejercicios ENTREGA DE CASOS (PRÁCTICAS Y TRABAJOS DIRIGIDOS) BIEN RESUELTOS. EN CADA TRABAJO SE ANALIZARÁ LA ESTRUCTURA, CALIDAD DE LA DOCUMENTACIÓN, ORIGINALIDAD, ORTOGRAFÍA Y PRESENTACIÓN Evaluación de Memoris de prácticas y trabajos dirigidos 10.0%
Prácticas de laboratorio/campo/uso de herramientas TIC ENTREGA DE PRACTICAS BIEN RESUELTAS. SE ANALIZARA LA CALIDAD DE LA DOCUMENTACIÓN, ESTRUCTURA, Y PRESENTACIÓN Evaluación de Memorias 5.0%
El sistema de calificación se regirá por lo establecido en el RD 1125/2003 de 5 de septiembre por el que se establece el sistema europeo de créditos y el sistema de calificaciones en la titulaciones universitarias de carácter oficial
INFORMACIÓN DETALLADA:

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN

 La evaluación se realizará al final del cuatrimestre mediante un examen que constará de dos partes: INGENIERÍA TÉRMICA  y FLUIDOS.

Para aprobar el examen GLOBAL de la asignatura será necesario superar el aprobado tanto en la parte TÉRMICA como en la de FLUIDOS, de manera independiente.

Los exámenes constarán de problemas y/o cuestiones teóricas. Este examen tiene un peso en la calificación global de la asignatura de un 80%.

Como bloque independiente, las prácticas de laboratorio se puntúan sobre un máximo de 1,5 puntos y asistencia y participación en clase sobre 0,5 puntos. La nota obtenida en prácticas y por asistencia   ÚNICAMENTE se sumará a la calificación del examen si la calificación del examen es SUPERIOR O IGUAL A 5.

La presentación de los trabajos prácticos es obligatoria  para  superar la asignatura.

Todos los resultados de aprendizaje de esta asignatura  (17.1, 17.2, 17.3, 17.4, COM02R y COM05R del RUCT)  se valoran tanto en la parte de teoría como en la de prácticas, y que brevemente se enmarcan en el conocimiento de conceptos, procedimientos y cálculos.

La competencia CG02 , CG10, CT02 y CT05    se evalúan tanto en la parte de teoría como en la de prácticas de laboratorio. 

8. DOCUMENTACIÓN / BIBLIOGRAFÍA
ESPECÍFICA O BÁSICA:
  • Termodinámica. Edición: 6ª ed. Autor: Çengel, Yunus A.. Editorial: México ; Madrid [etc.]: McGraw Hill, 2009  (C. Biblioteca)
  • Fundamentos de transferencia de calor. Edición: 4ª ed. Autor: Incropera, Frank P.. Editorial: Máxico [etc.]: Pearson, cop.1999  (C. Biblioteca)
  • Turbomáquinas hidráulicas: turbinas hidráulica, bombas, ventiladores. Edición: 2a ed. rev. y corr.. Autor: Mataix, Claudio. Editorial: Madrid : Universidad Pontificia de Comillas, 2009  (C. Biblioteca)
  • Principles of turbomachinery. Edición: 2nd ed. Autor: Turton, R. K. Editorial: London [etc.] Chapman and Hall, 1995  (C. Biblioteca)
GENERAL Y COMPLEMENTARIA:
  • Transferencia de calor y masa: Fundamentos y aplicaciones. Edición: 4ª̇ ed.. Autor: Çengel, Yunus A.. Editorial: México [etc.] : McGraw Hill, 2011  (C. Biblioteca)
  • Fundamentos de termodinámica técnica. Edición: 2ª ed., reimp. Autor: Moran, Michael J.. Editorial: Barcelona: Reverté, 2005  (C. Biblioteca)
  • Centrifugal Pumps [Recurso electrónico]. Edición: -. Autor: Gülich, Johann Friedrich. Editorial: Berlin, Heidelberg : Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2010.  (C. Biblioteca)
  • Turbomachinery performance analysis [Recurso electrónico] . Edición: -. Autor: Lewis, R. I.. Editorial: London : Arnold &#59; New York : Wiley, 1996.  (C. Biblioteca)
9. CRONOGRAMA

 

Semana

A1

A2

A3

T.A.

Observaciones

Nº1:

1-7 oct 2018

2H

1H

 

4,5 H

INGENIERÍAFLUIDOS

Presentación(1h)y

TEMA 1(2h)

Nº2:

8-14 oct 2018

2H

1H

 

4,5 H

TEMA 1(1h)

Problemas TEMA 1(2h)

Nº3:

15-21 oct 2018

2H

1H

 

4,5 H

TEMA 2(3h)

Nº4:

22-28 oct 2018

2H

1H

 

4,5 H

Problemas TEMA 2(3h)

Nº5:

29 oct-4 nov 2018

2H

1H

 

4,5 H

TEMA 3(3h)

Nº6:

5-11 nov 2018

2H

1H

 

4,5 H

Problemas TEMA 3(3h)

Nº7:

12-18 nov 2018

2H

1H

 

4,5 H

TEMA 4(2h)y

 

Problemas TEMA 4(1h)

Nº8:

19-25 nov 2018

2H

1H

 

4,5 H

INGENIERÍATÉRMICA

Presentación(1h)

TEMA 1(1h)y

Problemas TEMA 1(1h)

Nº9:

26 nov-2 dic 2018

2H

1H

 

4,5 H

TEMA 2(3H)

Nº10:

3-9 dic 2018

2H

1H

 

4,5 H

TEMA 2(1h)

Problemas TEMA 2(2h)

Nº11:

10-16 dic 2018

2H

1H

 

4,5 H

TEMA 3(2h)

Problemas TEMA 3(1h)

Nº12:

17-21 dic 2018

2H

1H

 

4,5 H

TEMA 4(1h)

Problemas TEMA 4(2h)

Nº13:

9-11 ene 2019

2H

1H

 

4,5 H

TEMA 5(1h)

Problemas TEMA 5(2h)

Nº14:

14-18 ene 2019

 

2 H

0 H

 

 

Repaso

 

Total

28

12 H

 

60 H