Estatutos da Universidade de Vigo - DOC by 9O0nih

VIEWS: 31 PAGES: 9

									                                         PROGRAMA DOCENTE
                                            CURSO ACADÉMICO: 2002-2003
 Código da materia                                                                      3041 00 305
 Nome da materia                                                                     TERMODINÁMICA
 Tipo materia (libre elección, optativa, obrigatoria, troncal)                         OBRIGATORIA
 Alumnos novos
 Alumnos totais                                                                            469
 Créditos aula/grupo (A)                                                                   12
 Créditos laboratorio/grupo (L)                                                             3
 Créditos prácticas/grupo (P)
 Número grupos Aula                                                                         2
 Número grupos Laboratorio                                                                  11
 Número grupos Prácticas
 Anual /Cuatrimestral                                                                 ANUAL
 Departamento                                                        INGENIERÍA MECÁNICA MÁQUINAS Y MOTORES
                                                                               TÉRMICOS Y DE FLUIDOS
 Área de coñecemento                                                      MÁQUINAS Y MOTORES TÉRMICOS




DATOS DO DEPARTAMENTO:                              INGENIERÍA MECÁNICA MÁQUINAS Y MOTORES
                                                    TÉRMICOS Y DE FLUIDOS



                                                 PROFESORADO DA MATERIA

                                               Código               Créditos
            Nome profesor/a                                                                Lugar e Horario Tutorías
                                                             (indicando A, L ou P)
                                                                                         Despacho 115 (edifico nuevo)
                                                                                                TUTORIAS
           COORDINADOR
      Manuel Eusebio Vázquez Alfaya              641                 6+0=6                      Martes 11-14
                                                                                                Xoves 11-14

                                                                                         Despacho 218 (edifico nuevo)
                                                                                                TUTORIAS
       Jorge Carlos Morán González              1011             7,5 + 2 = 9,5                  Mártes 18-20
                                                                                               Mércores 18-20
                                                                                                Xoves 18-20
             Profesor Visitante                                      x+y=z

             Profesor Visitante                                      x+y=z

             Profesor Visitante                                      x+y=z




                                                                 1
                                               PROGRAMA
                        Parte 1: Termodinámica Fundamental
Tema 1: Conceptos introductorios y definiciones
1.   Sistemas termodinámicos
2.   Propiedades, estados, procesos y equilibrio
3.   Unidades de masa, longitud, tiempo y fuerza
4.   Volumen específico y presión
5.   Temperatura
6.   Metodología para resolver problemas de Termodinámica

Tema 2: La Energía y el Primer Principio de la Termodinámica
1.   Concepto mecánico de la energía
2.   Energía transferida mediante trabajo
3.   Energía de un sistema
4.   Transferencia de emergía mediante calor
5.   El balance de energía en sistemas cerrados
6.   Análisis energético de ciclos

Tema 3: Propiedades de una sustancia pura, simple y compresible
1.   El principio de estado
2.   La relación p-v-T
3.   Valores de las propiedades termodinámicas
4.   La relación p-v-T para gases
5.   El modelo de gas ideal

Tema 4: Análisis energético de sistemas abiertos
1.   Conservación de la masa para un volumen de control
2.   Conservación de la energía para un volumen de control
3.   Análisis de volúmenes de control en estado estacionario
4.   Análisis de transitorios

Tema 5: El Segundo Principio de la Termodinámica
1.   Introducción
2.   Formulaciones del segundo principio
3.   Procesos reversibles e irreversibles
4.   Corolarios del segundo principio para ciclos termodinámicos
5.   La escala Kelvin de temperatura
6.   Medidas del rendimiento máximo para ciclos de potencia, refrigeración y bomba de calor operando entre dos
     reservorios
7.   El Ciclo de Carnot

Tema 6: Entropía
1.   La Desigualdad de Clausius
2.   Definición del cambio de entropía
3.   Entropía de una sustancia pura, simple, y compresible
4.   Cambio de entropía en procesos internamente reversibles
5.   Balance de entropía para sistemas cerrados
6.   Balance de entropía para volúmenes de control
7.   Procesos isoentrópicos
8.   Rendimientos isoentrópicos de turbinas, toberas, compresores y bombas
9.   Transferencia de calor y trabajo en procesos de flujo estacionario internamente reversibles




                                                        2
Tema 7: Análisis Exergético
1.   Introducción
2.   Exergía
3.   Balance de exergía para sistemas cerrados
4.   Exergía de flujo
5.   Balance de exergía para volúmenes de control
6.   Eficiencia termodinámica

Tema 8: Ecuaciones de estado de sustancias reales
1.   Ecuaciones de estado de loa gases reales
2.   Ecuación de estado generalizada del factor de compresibilidad. Correlación generalizada
3.   Comportamiento generalizado en el estado líquido
4.   Ecuaciones de estado de sistemas distintos al PVT
5.   Relaciones entre derivadas

Tema 9: Propiedades termodinámicas en sistemas de un componenete
1.   Ecuación de Clausius-Clapeyron.
2.   Calculo de las propiedades termodinámicas de los vapores y gases reales.
3.   Concepto de discrepancia
4.   Calculo de propiedades termodinámicas mediante tablas y diagramas.
5.   Construcción de diagramas termodinámicos a partir de datos generalizados.
6.   Estrangulación de gases reales. Efecto Joule-Thomson .

Tema 10: Relaciones termodinámicas derivadas del Primer y Segundo Principio. Criterios de
         equilibrio
1.   Funciones termodinámicas.
2.   La ecuación fundamental de la Termodinámica
3.   Ecuaciones Tds. Formula generalizada de Mayer.
4.   Equilibrio y espontaneidad en sistemas de un componente



                             Parte 2: Termodinámica Técnica
Tema 11: Procesos de derrame y de trabajo en sistema abiertos
1.   Procesos de derrame.
2.   Procesos de derrame adiabático.
3.   Procesos de derrame no adiabáticos.
4.   Proceso de derrame con cambios de estado isoentrópico.
5.   Procesos adiabáticos de trabajo.
6.   Procesos no adiabáticos de trabajo.
7.   Compresor alternativo.

Tema 12: Introducción al análisis termodinámico de las máquinas Térmicas. Motores de
         Combustion Interna Alternativos
1. Las máquinas térmicas.
2. Motores de combustión interna y externa.
3. Máquinas alternativas y rotatorias.
4. Cogeneración
5. Etapas de funcionamiento del motor.
6. Diagramas.
7. Modelado de los procesos reales.
8. Análisis exergético.
9. Comparación de los ciclos Otto y Diesel.
10. Ciclo Dual o ciclo de Seiliger.
11. Otros cíclos


                                                       3
Tema 13: Ciclo de turbina de gas
1.   Instalaciones de Turbina de Gas.
2.   Ciclo Brayton ideal.
3.   Análisis exergético.
4.   Criterios generales para la mejora del rendimiento
5.   Ciclos Brayton-Ericsson-Carnot.

Tema 14: Ciclo de turbina de vapor
1.   Funcionamiento de las instalaciones de Turbina de Vapor.
2.   Rendimiento térmico.
3.   Análisis exergético.
4.   Criterios generales para la mejora del rendimiento.
5.   Ciclos de vapor con presión supercrítica.
6.   Ciclos de vapor binarios
7.   Ciclos combinados

Tema 15: Ciclos de refrigeracion y criogénicos
1.   Consideraciones generales.
2.   Ciclo de refrigeración por compresión de un vapor.
3.   Modificaciones del ciclo.
4.   Ciclos frigoríficos de gas
5.   Refrigeración por absorción.
6.   Ciclos criogénicos.
7.   Análisis exergético del proceso de licuación de gases.

Tema 16. Otros sistemas de conversión energética
1.   Sistemas directos de conversión energética.
2.   Efectos termoeléctricos .
3.   Convertidor termoeléctrico.
4.   Convertidores termoiónicos.
5.   Células de combustible.
6.   Generador magnetohidrodinámico MHD

Tema 17: Sistemas multicomponentes
1.   Conceptos generales. Sistemas homogéneos multicomponentes.
2.   Fugacidad y actividad en sistemas multicomponentes. Mezclas ideales
3.   Propiedades termodinámicas de las mezclas reales
4.   Estimación de las propiedades de mezclas en sistemas líquidos y sólidos

Tema 18. Equilibrios de fases en sistemas multicomponentes.
1.   Conceptos Generales. Sistemas heterogéneos.
2.   Equilibrio líquido-vapor
3.   Equilibrios entre fases
4.   Termodinámica del aire húmedo. Fundamentos del acondicionamiento de aire.
5.   Diagrama psicrométrico.

Tema 19: Equilibrio en reacciones químicas.
1.   Termoquímica.
2.   Leyes termoquímicas
3.   Aplicación del primer principio y segundo principio a reacciones químicas (combustión).
4.   Análisis exergético.
5.   Equilibrio químico
6.   Constante de equilibrio y composición. Equilibrio en reacciones múltiples.




                                                          4
                                          Docencia práctica
As prácticas de pizarra (exemplos e problemas) complementan e aclaran a docencia teórica. As
prácticas de laboratorio teñen lugar no laboratorio docente da área de máquinas e motores térmicos,
e poderan complemetaranse con visitas a instalacions. Prácticas de Laboratorio: a realización das
mesmas será requisito obrigatorio para poder aprobar a asignatura.

         PROGRAMA DE PRACTICAS DE LABORATORIO Y TRABAJOS PRACTICOS

                                                     PARTE 1
Práctica 1.-

EL AIRE COMO GAS IDEAL. LEYES DE BOYLE- MARIOTE, GAY-LUSSAC Y AMONTONS.
Estudiar el aire a temperaturas próximas a la del ambiente comprobando que su comportamiento responde al modelo de
gas ideal por cumplir las leyes de Boyle-Mariote, Gay-Lussac y Amontons.

Práctica 2.-

MASA MOLECULAR DEL ALCOHOL ETÍLICO.
Calcular la masa molecular del alcohol etílico por evaporación del mismo a presión atmosférica, a través del método de
densidad de vapor de Viktor Meyer,.

Práctica 3.-

CALIBRACIÓN DE UN CALORÍMETRO.
Calibrar el calorímetro determinando la capacidad calorífica conjunta, Capacidad Calorífica de los elementos que
conforman el equipo excepto el agua, de la que ese dato ya es conocido.

Práctica 4.-

COMPROBACIÓN DE LAS LEYES TERMODINÁMICAS EN PROCESOS ADIABÁTICOS E ISOTÉRMICOS EN
GASES Y EL TRABAJO INTERCAMBIADO
Medir el trabajo intercambiado por el gas y compararlo con la variación de energía interna (cvT), así como con el
trabajo teórico. Determinación de , cociente de los calores específicos del gas (cp/cv), en gases monoatómicos,
diatómicos y poliatómicos

                                                     PARTE 2
Práctica 5.-

ESTUDIO TERMODINÁMICO DEL MOTOR STIRLING, TRABAJANDO COMO MOTOR Y COMO
REFRIGERADOR
Determinación de la energía y potencia mecánica proporcionadas por un motor que sigue un ciclo de Stirling en función
de su velocidad de giro. Posteriormente se representa gráficamente obteniendo la curva característica de potencia
efectiva del motor. Asimismo, se realizará la determinación de la potencia eléctrica efectiva proporcionada por un
motor que sigue un ciclo de Stirling, en dos modos de trabajo, en función del número de revoluciones por minuto para
representarlo gráficamente.

Práctica 6.-

ESTUDIO DE UN CICLO DE VAPOR
Se realizará el experimento de la “caldera de Marcet” para determinar la relación entre la presión y la temperatura del
vapor saturado. También, un estudio del rendimiento isoentrópico de un motor de vapor de alta velocidad en función de
la presión de entrada. Aplicación del Primer Principio (balance de energía) a cada uno de los elementos constitutivos de
la central: caldera, motor de vapor, condensador y bomba de alimentación y determinación de sus rendimientos
termodinámicos. Análisis del ciclo de Rankine. Balance de exergía del ciclo


                                                       5
Práctica 7.-

ENTALPÍA DE COMBUSTIÓN DE UN COMBUSTIBLE LÍQUIDO.
Determinar la entalpía de combustión del etanol en un calorímetro abierto, previamente calibrado, usando aire como
comburente.

Práctica 8.-

ENTALPÍA DE COMBUSTIÓN DE UN COMBUSTIBLE GASEOSO.
Determinar la entalpía de combustión de un gas comercial en un calorímetro abierto, previamente calibrado, usando aire
como comburente.

Práctica 9.-

COMPROBACIÓN Y BALANCES ENERGÉTICO Y EXERGÉTICO DE LOS CICLOS DE REFRIGERACIÓN Y
BOMBA DE CALOR
Los sistemas de producción que se estudian son: Aire frío, por el sistema de aire-aire - Aire frío, por el sistema agua-
agua - Aire caliente, por el sistema aire-aire - Aire caliente, por el sistema agua-agua. En ellos se determina: Aplicación
del Principio de Conservación de la masa y de la energía a cada uno de los componentes - Balance del ciclo refrigerante
en funcionamiento en ciclo de verano e invierno, calefacción-bomba de calor - Estudio del diagrama psicrométrico -
Determinación del calor latente y sensible - Determinación del rendimiento y coeficiente frigorífico del ciclo - Balance
exergético del ciclo

Práctica 10.-

PROGRAMA DE SIMULACIÒN DE CICLOS TERMODINÁMICOS. SISCECT




                                                        6
                                    TERMODINÀMICA - INGENIERÍA INDUSTRIAL                                                Pag. 7

                                 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

                                                Bibliografía General
   Adamson A. W., <<Química Física>>. Barcelona: Editorial Reverté, 1977.
   Adkins C. J., <<Termodinámica del Equilibrio>>. Barcelona: Ed. Reverté, 1977
   Agüera Soriano, J., <<Termodinámica Lógica y Motores Térmicos>>. Madrid: Ed. Ciencia 3, 1993
   Aguilar Peris J., <<Curso de Termodinámica>>Alhambra Longman, 1996
   Baher H. D., <<Tratado Moderno de Termodinámica. Teoría y Aplicaciones Técnicas>>. Barcelona: K. Monteso, 1979.
   Gómez Ribelles, J.L., <<Termodinámica. Análisis exergético>>Ed. Reverté., 1990
   Karlekar B.V., <<Thermodynamics for Engineers>>. New Jersey: Prentice-Hall, Inc., 1983.
   Kirillin V.A., Sichev V.V. y Sheindlin A.E., <<Termodinámica Técnica>>. Moscú: Ed. MIR, 1980.
   Lacalle, J.M., <<Termodinámica>> Madrid: Servicio de Publicaciones ETSII, 1997
   Mataix C., <<Turbomáquinas Térmicas>>. Madrid: Dossat, 1973.
   Moran M.J. y Shapiro H.N., <<Fundamentos de Termodinámica Técnica>>. Barcelona: Reverté, 1993
   Palacios J., <<Termodinámica Aplicada>>. Madrid: I.N.T.A., 1970.
   Reynolds C.W. and Perkins H.C., <<Ingeniería Termodinámica>>. New York: Mc Graw-Hill, 1980.
   Sala Lizarraga, J.M., <<Termodinámica de Fluidos y el Método de Análisis Exergético>>Servicio Editorial Univ. del
    País Vasco, 1987
   Sears F.W. y Salinger G.L., <<Termodinámica, Teoría cinética y Mecánica Estadística>>. Barcelona: Ed. Reverté, 1978.
   Segura J., <<Termodinámica Técnica>>. Barcelona: Ed. Reverté 1994.
   Tejerina F., <<Termodinámica: teoría y problemas con soluciones programadas>> Alfa Centauro, 1986.
   Zemansky M.W. y Dittman R.H., <<Calor y Termodinámica>>. Madrid: Mc Graw- Hill, 1981.
   M.E. Vázquez Alfaya, <<Apuntes de Termodinámica>>

                                                   Libros de texto


Título                                                      Autor                          Editorial
FUNDAMENTOS DE TERMODINÁMICA TECNICA                        Morán Shapiro                  Reverte

THERMODYNAMICS FOR ENGINEERS                                Karlekar B.V                   Prentice-Hall, Inc., 1983.

TERMODINAMICA                                               Yunus A. Cengel                Mc Graw-Hill

TERMODINAMICA                                               K Wark                         Mc Graw-Hill

TERMODINAMlCA TÉCNlCA                                       Jose Segura                    Reverte

TRATADO MODERNO DE TERMODINAMlCA                            H. D. Baher                    Monteso

PRINClPIOS DE TERMODINAMICA PARA INGENIEROS                 J R Howell-RO.Buckins          Mc Graw-Hill

PRINCIPIO DE LOS PROCESOS QUIMICOS. Vol. II - TERMOD.       Hougen-Watson-Ragatz           Reverte
                                                                                           Prentice/Hall Internacional
TERMODINAMICA QUIMlCA PARA lNGENIEROS                       R E. Balzhiser

TERMODINAMICA DEL EQUILIBRIO                                Aguirre                        Interamericana

TERMODINÁMICA. TEORÍA Y PROBLEMAS                           Abbott M.M. y Van Ness H.C.,   Mc Graw-Hill, 1975



                                             Apuntes de la asignatura
 M.E. Vázquez Alfaya, <<Apuntes de Termodinámica>> (En fotocopiadora)




                                                     7
                               TERMODINÀMICA - INGENIERÍA INDUSTRIAL                                         Pag. 8



                             Libros de problemas y software de aplicación


Título                                                Autor                      Editorial

Problemas Resueltos de Termodinámica Técnica:         Vázquez Vázquez, M         Servicio de Publicaciones de
Primer y Segundo Principio                                                       la Universidad de Vigo, 1997

SISCECT. Simulación y cálculo de ciclos               J.M. Alarcón, Granada      Bellisco
termodinámicos                                        Alvarez E. Y M.F.          Biblioteca Técnica
                                                      Alafaya                    Universitaria
Problemas de Termodinámica Técnica                    Segura J., y Rodriguez J   Barcelona: Ed. Reverté, 1990

Problemas de Termodinámica Técnica                    T. Andrianova              Mir

Termodinámica Técnica. Teoría, Ejemplos y Problemas   Boxer G.                   Ed. Reverté, 1993

Problemas de termodinámica                            Lacalle-Nieto              E.T.S.I.I. Madrid

Problemas resueltos de Termodinámica                  Cañada, J.; Díaz R.;       Servicio de Publicaciones,
                                                      Gómez. J.L                 UPV 1996
Termodinámica para Ingenieros (problemas)             Pistono, J                 Servicio de Publicaciones
                                                                                 Univ. de Oviedo, 1989
Problemas de termodinámica con soluciones             Pellicer J. y Tejerina F., Secretariado de Publicaciones
programadas                                                                      Univ. de Valladolid, 1997
Cien problemas de termodinámica para ingenieros       Ortíz Cañavate, J          ETSI Agronomos, 1983

2000 Solved Problems in Mechanical Engineering        Liley, P.E.                Mc Graw-Hill, 1989
Thermodynamics

Problemas de Termodinámica                            Faires V.M., Sinmag        Mexico: UTEHSA, 1990.
                                                      C.H. y Brewer A.V.,
Problemas Programados de Termodinámica                Braun E. y Wait E.T        Reverté, 1973.

Problemas de termodinámica aplicada                   Richter, H                 Ed. Labor, 1961

Problemas de Termodinámica                            Ruiz V. y Cañada J.,       Servicio de Publicaciones
                                                                                 ETSII de Valencia, 1976.
Problemas resueltos de Termodinámica y Motores        Palomar, C. [et alt.],     Jaen: Universidades y
                                                                                 Academias, 1994




                                                  8
                              TERMODINÀMICA - INGENIERÍA INDUSTRIAL                             Pag. 9


                                    MÉTODO DOCENTE:
A docencia teórica e práctica desenvólvese seguindo o programa da materia, o cal explícase a principio
de curso. As explicacións verbais van acompañadas dos desenrolos matemáticos, debuxos e esquemas
na pizarra, así como de transparencias e apuntes cando é necesario. Foméntase a participación activa
dos alumnos nas clases.


                                SISTEMA DE VALIDACIÓN
Exámenes:     La asignatura se divide en dos partes, realizándose un examen al final de cada parte.
              Estos exámenes coincidirán, en la medida de lo posible, con el final de cada
              cuatrimestre. Se podrá exigir además para aprobar por curso un examen eliminatorio del
              Tema 1
Contenido:    Fundamentalmente consistirá de Problemas
              Puede haber examen de Teoría (hasta 25% de la nota) con cuestiones tipo test y/o
              preguntas cortas razonadas.


Prácticas de Laboratorio:     La realización de las mismas es requisito obligatorio para aprobar la
asignatura y se realizara un examen de las mismas con calificación Apto/No Apto




                                             9

								
To top