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Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros y Energéticos

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Transmisión de Calor y Máquinas Térmicas

Código asignatura
GIMINA01-3-001
Curso
Tercero
Temporalidad
Primer Semestre
Materia
Tecnología Energética (Común)
Carácter
Obligatoria
Créditos
6
Pertenece al itinerario Bilingüe
No
Actividades
  • Tutorías Grupales (2 Hours)
  • Prácticas de Aula/Semina (7 Hours)
  • Clases Expositivas (35 Hours)
  • Prácticas de Laboratorio (14 Hours)
Guía docente

NOMBRE

Transmisión de Calor y Máquinas Térmicas

CÓDIGO

 GIMINA01-3-001/ 2GCIVMIN-3-009

TITULACIÓN

Grado en Ingeniería Civil /Grado en Ingeniería de los Recursos Mineros y Energéticos

CENTRO

Escuela Politécnica de Mieres

MÓDULO

Módulo Común

MATERIA

Tecnología Energética

TIPO

Obligatoria 

Nº TOTAL DE CRÉDITOS

6 ECTS

PERIODO

Cuatrimestral

IDIOMA

Español

COORDINADOR 

TELÉFONO /EMAIL

UBICACIÓN

María del Pilar Castro García

985455984

castromaria@uniovi.es

Escuela Politécnica de Mieres

PROFESORADO

TELÉFONO /EMAIL

UBICACIÓN

María del Pilar Castro García

Juan Carlos Luengo García

985455984

castromaria@uniovi.es

985182112

jcluengo@uniovi.es

Escuela Politécnica de Mieres /

Escuela Politécnica de Gijón

En general, para las asignaturas del módulo se recomienda tener conocimientos de Matemáticas, Física, Química, Dibujo e Informática, pero en concreto, para esta asignatura se recomienda haber cursado previamente asignaturas que comprendan resolución de ecuaciones diferenciales, fundamentos de métodos numéricos, mecánica de fluidos y fundamentos de termodinámica y transferencia de calor

Competencias Básicas y Generales

  • CG01 Capacitación científico-técnica para el ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico de Minas y conocimiento de las funciones de asesoría, análisis, diseño, cálculo, proyecto, construcción, mantenimiento, conservación y explotación. Se cumplen en los desarrollos varios de MACI y Turbinas y transmisión de Calor etc 
  • CG02 Comprensión de los múltiples condicionamientos de carácter técnico y legal que se plantean en el desarrollo, en el ámbito de la ingeniería de minas, que tengan por objeto la prospección e investigación geológica-minera, las explotaciones de todo tipo de recursos geológicos incluidas las aguas subterráneas, las obras subterráneas, los almacenamientos subterráneos, las plantas de tratamiento y beneficio, las plantas energéticas, las plantas mineralúrgicas y siderúrgicas, las plantas de materiales para la construcción, las plantas de carboquímica, petroquímica y gas, las plantas de tratamientos de residuos y efluentes y las fábricas de explosivos y capacidad para emplear métodos contrastados y tecnologías acreditadas, con la finalidad de conseguir la mayor eficacia dentro del respeto por el medio ambiente y la protección de la seguridad y salud de los trabajadores y usuarios de las mismas.  Se cumplen en los desarrollos varios de MACI y Turbinas y transmisión de Calor etc 
  • CG03 Capacidad para diseñar, redactar y planificar proyectos parciales o específicos de las unidades definidas en el apartado anterior, tales como instalaciones mecánicas y eléctricas y con su mantenimiento, redes de transporte de energía, instalaciones de transporte y almacenamiento para materiales sólidos, líquidos o gaseosos, escombreras, balsas o presas, sostenimiento y cimentación, demolición, restauración, voladuras y logística de explosivos.Se cumplen en los desarrollos varios de MACI y Turbinas y transmisión de Calor etc 
  • CG04 Capacidad para diseñar, planificar, operar, inspeccionar, firmar y dirigir proyectos, plantas o instalaciones, en su ámbito. Se cumplen en los desarrollos varios de MACI y Turbinas y transmisión de Calor etc 
  • CG06 Capacidad para el mantenimiento, conservación y explotación de los proyectos, plantas e instalaciones, en su ámbito. Se cumplen en los desarrollos varios de MACI y Turbinas etc 

Competencias específicas

  • CE01 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; estadística y optimización.
  • CE10 Comprensión y dominio de los conceptos básicos sobre las leyes generales de la mecánica y de la termodinámica y su aplicación para la resolución de los problemas propios de la ingeniería. Transferencia de calor y materia y máquinas térmica. Se cumplen en los capitúlos varios de Termodinámica y fluidos prácticos
  • CE15 Conocimiento de los principios de mecánica de fluidos e hidráulica.  Se cumplen en los capitúlos varios de Termodinámica y fluidos prácticos
  •  

Resultados de aprendizaje:

  • 2RA11: Plantear modelos expresados mediante ecuaciones diferenciales que reproduzcan un problema de transmisión de calor
  • 2RA12: Conocer las ecuaciones fundamentales energéticas en que se basan las máquinas térmicas
  • 2RA13: Establecer relaciones entre superficies que intercambian calor por radiación en medios participantes y no participantes
  • 2RA14: Conocer y diseñar de forma básica cambiadores de calor con y sin cambio de fase
  • 2RA15: Conocer y evaluar energéticamente los principales equipos y sistemas de producción de calor mediante combustión
  • 2RA16: Comprender y resolver cuestiones relativas a motores de encendido provocado, encendido por compresión, turbinas de vapor y turbinas de gas
  • 2RA17: Comprender y resolver cuestiones relativas a instalaciones de ciclo combinado y cogeneración

Los contenidos que se impartirán en la asignatura son:

Análisis de la Convección y del Cambio de Fase: Ecuaciones generales de conservación. Flujos laminares y turbulentos. Flujos a alta velocidad. Semejanza y modelado. Ebullición. Condensación. Radiación: Cálculo de factores de forma. Radiación en medio no participante. Aplicación a Equipos Térmicos: Cambiadores de calor sin cambio de fase. Cambiadores de calor con cambio de fase: Condensadores, evaporadores y torres de refrigeración. Tecnologías y equipos de combustión. Turbomáquinas Térmicas: Transferencia de trabajo en turbomáquinas. Turbinas de vapor. Turbinas de gas. Elementos constructivos. Motores Alternativos de Combustión Interna (MACI): Características generales de los MACI. Sistemas de inyección y combustión. Otros sistemas fundamentales de los MACI. Elementos constructivos.

Estos contenidos serán impartidos en dos unidades didácticas, cuyos títulos y temas se especifican a continuación:

UNIDAD DIDÁCTICA I: TECNOLOGÍAS Y EQUIPOS DE COMBUSTIÓN

I.A Motores Alternativos de Combustión Interna (MACI)

Lección 1: Elementos constructivos de los MACI.

Lección 2: Características generales de los MACI. 

Lección 3: Ciclos de los MACI

Lección 4: Sistemas auxiliares de los MACI: Refrigeración+ Encendido+ Inyección+ lubricación...

Lección 5: Problemas de MACI y Combustión 

I.B Turbomáquinas térmicas: Transferencia de trabajo en turbomáquinas. 

Lección 6: Turbinas de gas. Funcionamiento y elementos constructivos.

Lección 7: Turbinas de vapor. Funcionamiento y elementos constructivos. Problemas

UNIDAD DIDÁCTICA II: TRANSMISIÓN DE CALOR AVANZADA

 II.A Transmisión de calor avanzada

 Lección 8: Análisis de la Convección y del Cambio de Fase: Ecuaciones generales de     conservación.

 Lección 9: Flujos laminares y turbulentos.

 Lección 10: Ebullición y condensación  

 Lección 11: Radiación: -Cálculo de factores de forma. -Radiación en medio no participante. 

II. B Cambiadores de calor

Lección 12: Cambiadores de calor sin cambio de fase y con cambio de fase. Aplicación a equipos térmicos

A lo largo del curso se realizarán ejercicios prácticos.

Prácticas de laboratorio:

Práctica 1: panorama ennergético

Práctica 2: Motores de 2 y 4 tiempos

Práctica 3: Sistemas auxiliares en motores

Práctica 4: Problema de turbina de gas simple

Práctica 5: Problema de turbina de gas regenerativa con recalentamiento y refrigeración intermedia

Práctica 6: Problema de turbina de vapor

Práctica 7: Por determinar en función del avance en los contenidos teóricos

Las actividades formativas AF presenciales de las asignaturas se organizan en sesiones expositivas (clases magistrales y seminarios), prácticas de aula, prácticas de laboratorio, tutorías grupales y evaluación con la siguiente distribución:

  • AF1: 36 horas de sesiones expositivas (clases magistrales y seminarios), impartidas al grupo completo, El contenido de la asignatura se repartirá básicamente en dos grandes bloques, más un pequeño bloque introductorio. Los bloque corresponden a los dos grandes grupos conceptuales de la asignatura:
    • Un bloque cuyo contenido corresponde a la parte de la asignatura de transmisión de calor.
    • Un bloque cuyo contenido corresponde a motores térmicos.
  • AF3: 7 horas de prácticas de aula. Impartidas en grupo no superiores a 35 alumnos, permiten realizar actividades de discusión teórica o preferentemente prácticas realizadas en el aula que requieren una elevada participación del estudiante.
  • AF2: 12 horas de prácticas de laboratorio / informática. Tienen lugar en los laboratorios docentes de la titulación, en el campo o en las aulas de informática con grupos reducidos no superiores a 10 alumnos.
  • AF4: 2 horas de tutorías grupales. Actividades programadas de seguimiento del aprendizaje en las que el profesor se reúne con un grupo de estudiantes (no superior a 15 alumnos), para orientar sus labores de aprendizaje autónomo y de tutela de trabajos dirigidos o que requieren un grado de asesoramiento muy elevado por parte del profesor.
  • AF5: 3 horas de evaluación.

“De forma excepcional, si las condiciones sanitarias lo requieren, se podrán incluir actividades de docencia no presencial. En cuyo caso, se informará al estudiantado de los cambios efectuados”.

  • 1. CONVOCATORIA ORDINARIA:

La valoración del aprendizaje de los estudiantes se realizará mediante un sistema combinado de examen y de evaluación continua (ejercicios, trabajos desarrollados en el curso, informes de prácticas y participación activa):

  • El examen presencial escrito tendrá una duración aproximada de 3h y constará de una parte teórica y otra de problemas acerca de los contenidos teóricos expuestos en clase.
  • Las prácticas serán de dos tipos: de laboratorio (2h) y de informática (12h), pudiendo variar según la disponibilidad de los equipos y aulas de informática. Como en todas las asignaturas experimentales la asistencia a las sesiones de laboratorio/ informática es obligatoria, así como la entrega de los informes/ cuestionarios propuestos sobre las mismas.  

El peso de la evaluación del aprendizaje, se refleja en porcentajes en la tabla siguiente:

TIPO DE EVALUACIÓN

PESO %

SE1

Exámenes de carácter teórico o práctico

60%

SE2

Ejercicios, trabajos y exposiciones desarrolladas durante el curso

10%

SE3

Informe/examen sobre prácticas de: laboratorio/campo/informática

20%

SE4

Participación activa del alumno en el desarrollo de la asignatura

10%

Los porcentajes anteriores solo se tendrán en cuenta en la calificación final, si se obtiene más de un 4 en cada una de las 2 unidas didácticas del examen de la asignatura y se ha asistido a todas las prácticas. Si no, aunque la media ponderada saliese mayor de 5, la nota no superará el 4.9 , en la asignatura. La ponderación del examene será aproximadamente según las horas impartidas de cada parte

  • 2. CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA:

La evaluación de las convocatorias extraordinarias se efectuará manteniendo los mismos porcentajes y los mismos criterios de evaluación.

  • 3. EVALUACIÓN DIFERENCIADA:

  Se hará un examen final sobre los contenidos teóricos y prácticos explicados en las clases expositivas, prácticas de aula y laboratorio y tutorías grupales.

    3.1. Un examen final escrito que se realizará en la fecha oficial que la EPI programe para los demás alumnos de la asignatura. Esta prueba tiene un peso del 70% sobre la nota final.
    3.2. Un examen final de prácticas que sustituye a la evaluación continua: resolución de un cuestionario en las que se plantearán test, cuestiones teóricas y/o ejercicios prácticos  relativas a los contenidos de las prácticas. Se realizará en la misma fecha que el examen final escrito oficial, si es posible. Representa un 30% de la nota final de la asignatura

«Este mecanismo de evaluación diferenciada podrá ser sustituido por otro mecanismo de evaluación, específico para cada alumno, en virtud del artículo 7 del Reglamento de evaluación de la Universidad de Oviedo.»

  • Apuntes de la asignatura
  • Çengel Y.A (2007). Transferencia de calor y masa. Un enfoque práctico. Tercera Edición. Mc GrawHill, pp. 930.
  • González Calleja D. (2012). Motores térmicos y sus sistemas auxiliares. Paraninfo.
  • Turbomáquinas Térmicas, M.Muñoz Torralbo, F. Payri Gonzalez. Editorial Sección de publicaciones de UPM
  • Motores de Combustión Interna Alternativos, F. Payri, J.M. Desantes. Editorial Reverté
  • Holman J.P (1999). Transferencia de calor. Mc GrawHill, pp. 613.
  • Incropera F. P., Dewitt D. P. (1999). Fundamentos de transferencia de calor, Prentice-Hall, 1999.
  • Mataix C. (2000) Turbomáquinas térmicas. Turbinas de vapor, Turbinas de gas. Turbocompresores. Dossat, 3era edición.
  • Mills A.F (1995). Transferencia de calor. McGraw- Hill