TITULACIÓN: MASTER EN SOSTENIBILIDAD Y EFICIENCIA ENERGÉTICA EN LOS EDIFICIOS Y EN LA INDUSTRIA CURSO ACADÉMICO: GUÍA DOCENTE

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1 TITULACIÓN: MASTER EN SOSTENIBILIDAD Y EFICIENCIA ENERGÉTICA EN LOS EDIFICIOS Y EN LA INDUSTRIA CURSO ACADÉMICO: GUÍA DOCENTE 1. DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA NOMBRE: FUNDAMENTOS DE INGENIERÍA TÉRMICA CÓDIGO 1 : CURSO ACADÉMICO: TIPO: OBLIGATORIA Créditos ECTS: 4 FECHAS IMPARTICIÓN 2 : Semana Horas Horas Tutorías teoría práctica especializadas Seminarios Visitas Temas 1ª 2 2 Temas 1 y 2 2ª 2 2 Temas 2 y 3 3ª: Temas 4 y 5 4ª 2 2 Temas 5 y 6 5ª Temas 7 y 8 6ª 2 1 Temas 9 y 10 7ª Temas 11 y 12 8ª Examen y defensa de trabajos 3 horas 2. DATOS BÁSICOS DEL PROFESORADO NOMBRE: JOSÉ MANUEL PALOMAR CARNICERO CENTRO/DEPARTAMENTO: EPS JAEN / INGENIERÍA MECÁNICA Y MINERA INSTITUCIÓN: UNIVERSIDAD DE JAÉN ÁREA: MÁQUINAS Y MOTORES TÉRMICOS Nº DESPACHO: jpalomar@ujaen.es TLF: URL WEB: NOMBRE: FERNANDO CRUZ PERAGÓN CENTRO/DEPARTAMENTO: EPS JAEN / INGENIERÍA MECÁNICA Y MINERA INSTITUCIÓN: UNIVERSIDAD DE JAÉN ÁREA: MÁQUINAS Y MOTORES TÉRMICOS Nº DESPACHO: fcruz@ujaen.es TLF: URL WEB:

2 4. COMPETENCIAS Y RESULTADOS DE APRENDIZAJE Código Denominación de la competencia C.T.1.1 Terminología y nomenclatura científico-técnica C.T.1.2 Capacidad de análisis y síntesis C.T.2.2 Resolución de problemas C.T.2.3 Interpretación y análisis de datos y resultados C.T.4.1 C.T.6.2 Aprendizaje y trabajo autónomos C.E.1.1 Bases científicas y tecnologías de sistemas energéticos C.E.2.1 Evaluación energética de sistemas y dispositivos Comunicación oral y escrita de conocimientos en lengua propia y extranjera Resultado 1 Resultado 2 Resultado 3 Resultado 4 Resultado 5 Resultado 6 Resultados de aprendizaje Manejo de tablas y propiedades termodinámicas (manual y con PC) Manejo de tablas y propiedades de fluidos (manual y con PC) Conocer las fuentes energéticas y características para su aprovechamiento Manejo de tablas y propiedades de combustibles (manual y con PC) Realización de balances de masa, energía, cantidad de movimiento y especies (manual y con PC) Evaluar ciclos termodinámicos (manual y PC) 5. CONTENIDOS Tema 1: Repaso de Termodinámica Sistemas cerrados: primer y segundo principio Sistemas. Clasificación. Propiedades. Equilibrio térmico y mecánico Estados de equilibrio. Transformaciones y procesos. Clases de procesos. Tipos de irreversibilidades Concepto de calor y energía interna. Primer principio en sistemas cerrados. Trabajo. Entalpía. Concepto de trabajo útil y efectivo Concepto de máquina térmica y máquina frigorífica. Máquina de Carnot Segundo principio de la termodinámica. Flujo de entropía y entropía generada. Disponibilidad de un sistema cerrado Estudio de gases perfectos. Valoración de la energía interna, entalpía y entropía Estudio de transformaciones en gases perfectos Estudio de vapores Cambios de fase en sistemas de un componente Vapor húmedo, vapor saturado y vapor seco o recalentado Diagramas T-s y h-s. Estudio de transformaciones Ciclo de Carnot en diagrama T-s Ciclo de máximo rendimiento Diagrama entrópico T-s y entálpico h-s para vapor de agua Sistemas abiertos: primer y segundo principio Flujo permanente. Conservación de la masa. Conservación de la energía Trabajo reversible de un flujo permanente. Estudio de transformaciones Energía disponible de un flujo Exergía Velocidad del sonido en un gas. Número de Mach Flujo adiabático. Toberas y difusores. Tema 2: Mezclas de gases sin reacción y Psicrometría Mezcla de gases sin reacción Composición de una mezcla de gases: masa y fracción molar Comportamiento p-v-t de mezclas de gases: ideales y reales Propiedades de mezcla de gases: ideales y reales Psicrometría. Mezcla de gas-vapor Aire seco y atmosférico Humedad específica y relativa del aire Temperatura de punto de rocío Saturación adiabática y temperatura de bulbo húmedo Diagrama psicrométrico Análisis de procesos de acondicionamiento de aire. Tema 3: Análisis exergético Introducción Exergía Balance de exergía para sistemas cerrados Exergía de flujo Balance de exergía para volúmenes de control Eficiencia termodinámica.

3 Tema 4: Centrales térmicas Clasificación de las centrales según los ciclos térmicos empleados Disposición de los elementos de una central de vapor Calentadores cerrados y Calentadores abiertos o de mezcla Eyectores Ciclo de Carnot para vapor Análisis energético del ciclo ideal Mejora del rendimiento del ciclo de Rankine Aumento de la temperatura media de absorción de calor Disminución de la temperatura media de cesión de calor Ciclo de Rankine con recalentamiento intermedio Ciclo ideal de Rankine con regeneración Ciclo irreversible de Ranking. Tema 5: Refrigeración Definición Máquina frigorífica y bomba de calor Coeficientes de eficiencia Ciclo de Carnot invertido Ciclos en máquinas frigoríficas de vapor Mejoras del rendimiento: Subenfriamiento mediante agua de refrigeración. Subenfriamiento mediante intercambiador de calor Pérdidas de exergía en la instalación frigorífica Propiedades de los refrigerantes Ciclos de compresión en varias etapas: Método de cascada sin intercambio másico. Método de cascada con intercambio másico. Método de multicompresión con refrigeración intermedia Sistemas de refrigeración sin compresor: Refrigeración por eyección de vapor de agua. Refrigeración por absorción Ciclos Criogénicos: Ciclo Linde de refrigeración. Ciclo Linde para licuefacción de aire. Licuefacción con obtención de trabajo (ciclo Claude) Tema 6: Motores de combustión interna alternativos Conceptos generales Motores de combustión interna alternativos Ciclo operativo del motor de 4 tiempos Ciclo operativo del motor de 2 tiempos Diagrama teórico de un motor de 4 tiempos Diagrama real de un motor de 4 tiempos Ciclos teóricos Ciclo ideal OTTO Ciclo ideal DIESEL Ciclo ideal MIXTO o de SABATHE Ciclo de aire Ciclo de aire-combustible Potencia indicada Presión media indicada Potencia efectiva Rendimientos Consumo específico de combustible Curvas características: a plena carga y a cargas parciales. Tema 7: Turbinas de gas Centrales térmicas con turbinas de gas Descripción de los motores de turbinas de gas: de ciclo abierto simple; de ciclo cerrado Ciclo Brayton ideal de aire Ciclo Brayton real de aire Ciclo Brayton regenerativo Motores de turbina de gas con recalentamiento Motores de turbina de gas con refrigeración Motores de TG con refrigeración, recalentamiento y regeneración Otros ciclos en los motores de turbinas de gas Ciclo mixto turbinas de gas-turbinas de vapor Ciclo Ericsson Ciclo Stirling. Tema 8: Transmisión de calor Introducción Conducción Convección Radiación Requerimientos de conservación de la energía Análisis de problemas de transferencia de calor. Tema 9: Conducción Introducción El modelo para la conducción Conducción unidimensional de estado estable: pared plana, pared cilíndrica y pared esférica Conducción con generación de energía térmica Transferencia de calor en superficies extendidas Eficiencia global de las superficies. Tema 10: Convección Transferencia de calor por convección Capas límite de convección Flujo laminar y turbulento Ecuaciones para la transferencia por convección Aproximaciones y condiciones especiales Similitud de capas límite: ecuaciones de transferencia por convección normalizadas Significado físico de los parámetros adimensionales Analogías en la capa límite Efectos de la turbulencia. Tema 11: Correlaciones empíricas para Convección Introducción Ecuaciones Diferenciales de la convección: Convección forzada; Convección libre y Transmisión de calor en los cambios de estado Correlaciones empíricas en convección Flujo externo, convección forzada, sin cambio de fase Flujo interno, convección forzada, sin cambio de fase Convección libre, sin cambio de estado Circulación alrededor de placas y tubos verticales

4 (flujo externo) Circulación alrededor de placas horizontales e inclinadas (flujo externo) Circulación alrededor de cilindros horizontales (flujo externo) Convección natural entre cilindros concéntricos Condensación laminar. Tema 12: Intercambiadores de calor Introducción Tipos de intercambiadores de calor Coeficiente global de transferencia de calor Análisis del intercambiador de calor: Uso de la diferencia de temperatura media logarítmica (DTML) Análisis del intercambiador de calor: Método de la eficiencia NUT Metodología del cálculo de un intercambiador de calor Intercambiadores de calor compactos.. 6. METODOLOGÍA Y ACTIVIDADES ACTIVIDADES Clases expositivas en gran grupo: Conferencia plenaria Sesión magistral. Clases en grupos de prácticas: Seminarios Laboratorio. Manejo de PC. Resolución de ejercicios Tutorías colectivas/individuales: Supervisión de informes Aclaración de dudas. Comentarios de informes HORAS PRESENCIALES HORAS DE TRABAJO AUTÓNOMO TOTAL DE HORAS CRÉDITOS ECTS , COMPETENCIAS (Códigos) C.T.1.1; C.T.1.2; C.E.1.1; C.T.6.2 C.T.2.2; C.T.2.3; C.E.2.1; C.T.4.1; C.T ,4 C.T.4.1 TOTALES: SISTEMA DE EVALUACIÓN ASPECTO CRITERIOS INSTRUMENTO PESO - ASISTENCIA - Lista de firmas Asistencia y - PARTICIPACIÓN ACTIVA EN LA - Observación y 15% participación CLASE. notas del profesor. Conceptos de Dominio de los conocimientos Examen 50% la materia teóricos y operativos de la materia. Informes de prácticas de laboratorio ENTREGA DE LOS INFORMES DE PRÁCTICAS. EN CADA INFORME SE ANALIZARÁ: - CORRECCIÓN EN EJECUCIÓN - PRESENTACIÓN - Originalidad Realización de varias prácticas de laboratorio 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 las titulaciones universitarias de carácter oficial. 35%

5 8. DOCUMENTACIÓN/BIBLIOGRAFÍA ESPECÍFICA o BÁSICA: R. LLOPIS, R. CABELLO, D. SÁNCHEZ y E. TORRELLA. Problemas resueltos de producción de frío y Psicrometria. Tablas y Diagramas. ISBN F.J. Rey Martínez ; E. Velasco Gómez "Bombas de calor y energías renovables en edificios" Thomson ISBN ENERGÍA GEOTERMICA DE BAJA TEMPERATURA ISBN AUDITORIAS AMBIENTALES ISBN Fundamentos de Ingeniería Térmica. Apuntes del Profesor. Plataforma ILIAS. GENERAL y COMPLEMENTARIA : MORAN y SHAPIRO. Fundamentos de Termodinámica Técnica. Reverté S.A. (ULTIMA EDICIÓN) M ª Isabel Andrés Rodriguez-Pomata. Problemas resueltos de calor y frío industrial. UNED. ÇENGEL Y BOLES. Termodinámica. Mc Graw Hill. Ultima edición DE ANDRÉS, J.A. y otros: Calor y frio industrial. Servicio Publicaciones UNED Marta Muñoz Domínguez. Problemas resueltos de motores térmicos y Turbomáquinas Térmicas. UNED. MUÑOZ Y PAYRI. Motores de combustión interna alternativos. E.T.S.I.I. Madrid BROATCH, A., GALINDO, J., PAYRI, R.: Problemas de Ingeniería Térmica. U.P. Valencia. VALDÉS, M. WOLFF, G. y CASANOVA, J. Problemas resueltos de máquinas y motores térmicos. Servicio de Publicaciones de la E.T.S.I.I Madrid. YUNUS A. ÇENGEL. Transferencia de Calor y Masa. Mc Graw Hill