Créditos: 6 (2 h teoría y Modalidad: Semipresencial Horas Semana: 4 Horas curso: 64 2 h taller)

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1 UNIVERSIDAD DE SONORA Unidad Regional Centro División de Ingeniería Departamento de Ingeniería Química y Metalurgia Asignatura: Ingeniería Térmica Clave: 9421 Antecedente: Termodinámica II Consecuente: Ninguna Créditos: 6 (2 h teoría y Modalidad: Semipresencial Horas Semana: 4 Horas curso: 64 2 h taller) Modalidad enseñanza-aprendizaje: Curso/Taller Departamento de Servicio: Ingeniería Química y Metalurgia Eje de formación: Profesionalizante Carácter: Obligatorio Competencias específicas a desarrollar del docente: Identifica, analiza y diagnostica el efecto o impacto de las variables de un proceso físico y/o químico. Analiza y resuelve problemas relacionados con los cambios fisicoquímicos de materia y energía. Capacidad para interpretar y evaluar datos derivados de observaciones y mediciones, relacionándolos con la teoría para explicar los fenómenos físicos y/o químicos. Aplica técnicas de simulación y optimización para determinar los valores más convenientes de las variables de interés en un proceso físico y/o químico. Conocimiento de las fronteras de la investigación en la Ingeniería Química y sus aplicaciones.

2 Introducción: La asignatura Ingeniería Térmica tiene la finalidad de apoyar a los estudiantes de Ingeniería Química para su formación en los principios fundamentales de la materia con amplitud, consistencia, solidez y claridad para un tratado extenso en procesos en los equipos térmicos. En la unidad uno se presenta las propiedades de vapor de agua y el estudio de la calorimetría y su aplicación. En la unidad dos se presentan las propiedades de los combustibles y la reacción de combustión. En la tercera unidad se analizan los generadores de vapor de agua. La cuarta unidad tiene como propósito el diseño de tiros y chimeneas. La quinta unidad establecen los tratamientos de agua para uso en calderas y equipos utilizados. La sexta unidad se analizan los ciclos rankine para la generación de energía eléctrica. La séptima unidad se analizan los sistemas de refrigeración y el cálculo de cámaras de refrigeracoón. Propósito: La materia proporciona los conocimientos básicos para el cálculo de propiedades térmicas y diseño de equipos térmicos y cámaras de refrigeración. Objetivo General: Aplicar los conocimientos de: Termodinámica balance de materia y energía y transferencia de calor a equipos industriales, tales como: calderas, condensadores, refrigeración, chimeneas, ciclos de potencia, etc. Objetivos Específicos: 1. Conocer las propiedades del vapor de agua y su aplicación en cálculos de su calidad. 2. Analizar las propiedades de los combustibles y su química de la combustión. 3. Conocer las características, uso y aplicación de los generadores de vapor de agua, tiros y chimeneas. 4. Estudio del ciclo rankine para la generación de energía eléctrica. 5. Analizar los sistemas de refrigeración y su aplicación en el diseño de cámaras frigoríficas. 6. Trabajar en equipo en forma responsable, empática, colaborativo, proactivo, y tolerante para la solución de problemas y análisis de situaciones o casos donde se involucre cambios de energía. Así mismo deberá comunicarse de forma oral y escrita apropiadamente en español e inglés, tener conocimiento de las tecnologías de la información y la comunicación.

3 Unidades de Competencias Unidad de Competencia I. Vapor de agua y calorimetría. 1.1 Introducción 1.2 Vapor de agua saturado Vapor de agua saturado seco Vapor de agua saturado húmedo Calidad del vapor de agua 1.3 Vapor sobresaturado 1.4 Propiedades termodinámicas del vapor de agua Tablas del vapor de agua saturado seco Tablas del calor de agua sobresaturado Diagrama de moliere Manejo de las tablas del vapor de agua 1.5 Cálculo de la calidad del vapor de agua 1.6 Propiedades termodinámicas de los líquidos comprimidos Unidad de Competencia II. Combustibles y combustión 2.1 Introducción 2.2 Clasificación de los combustibles 2.3 Poder calorífico de los combustibles Poder calorífico superior Poder calorífico inferior 2.4 Química de la combustión 2.5 Exceso de aire necesario en la combustión Unidad de Competencia III. Generadores de vapor de agua. 3.1 Introducción 3.2 Componentes de los generadores de vapor 3.3 Clasificación de las calderas 3.4 Calderas pirotubulares 3.5 Calderas acuotubulares 3.6 Eficiencia global de las calderas 3.7 Uso de las calderas Unidad de Competencia IV. Tiros y chimeneas. 4.1 Introducción 4.2 Definición de tiro y chimenea 4.3 Clasificación del tiro de las chimeneas 4.4 Diseño y selección de las chimeneas Unidad de Competencia V. Tratamiento de agua para usarse en calderas 5.1 Introducción 5.2 Impurezas del agua que afectan la caldera 5.3 Problemas ocasionados por no tratar el agua 5.4 Tipos de tratamientos de agua 5.5 Equipo usado en el tratamiento de agua

4 Unidad de Competencia VI. Ciclo rankine para la generación de energía eléctrica. 6.1 Introducción 6.2 Ciclo rankine sencillo 6.3 Ciclo rankine con recalentamiento 6.4 Ciclo rankine regenerativo 6.5 Ciclo rankine con recalentamiento y regenerativo Unidad de Competencia VII. Refrigeración. 7.1 Introducción 7.2 Sistemas de refrigeración y su clasificación 7.3 Ciclo invertido de carnot 7.4 Ciclo de compresión de vapor 7.5 Refrigeración por absorción 7.6 Sistemas especiales de refrigeración 7.7 Cálculo y selección de cámaras frigoríficas Evaluación: criterios generales para la acreditación del curso: Asistencia a clases 5% Exámenes (4 parciales) (70%) Asignación de problemas específicos y tareas en grupo (25%) Se recomienda visita industrial a planta termoeléctrica y auna hieleria. Bibliografía: Severns, W.H.,Degler, H.E. y Miles, J.C. La Producción de Energía Mediante el Vapor de Agua, el Aire y los Gases. Ed. Reverte Mexicana, S.A. Smith, J.M. Van Ness, H.C. y Abbott, M.M. Introducción a la Termodinámica de la Ingeniería Química. McGraw-Hill. Roy j. Dossat. Principios de Refrigeración.CECSA Pita, E.D. Principios y Sistemas de Refrigeración. Ed. LIMUSA Burghardt, M.D.Ingenieria Termodinámica. Ed. Harla. Warren, M.R. y Olivo, C.T. Principios de la Refrigeración. Ed. Diana Alarcón, C.J. Tratado Práctico de Refrigeración Automático. Ed. ALFAOMEGA MARCOMBO Granet, I.P.E.termodinámica,.Ed. PRENTICE HALL Steam its generation an use the babcock and wilcox company Tipo (básica o complementaria) Básica Básica Básica complementaria

5 Desarrollo de las competencias Resultados del aprendizaje Comprensión de la importancia del vapor de agua en los procesos térmicos. Comprensión de la importancia de las propiedades del vapor de agua en los procesos térmicos y de la calorimetria combustibles utilizados en los procesos térmicos y sus propiedades. Conocer la química de la combustión tipos de calderas utilizadas en los procesos térmicos Conocer la eficiencia de una caldera Definir y clasificación de los tiros de una chimenea en un proceso térmico Actividades educativas SEMANA 1 Exposición de contenidos y ejemplos por el maestro. Así como discusión grupal SEMANA 2 Discusión grupal, analizando y resolviendo SEMANA 3 Discusión grupal, analizando y resolviendo Exposición por parte de alumnos de la teoría cinética. SEMANA 4 SEMANA 5 Exposición por parte de los alumnos a través de un video los diferentes tipos de calderas. SEMANA 6 SEMANA 7 Presentación de video por parte de los alumnos de tiros y chimeneas Volumen de trabajo del estudiante calculado en horas Evaluación Proyecto 1, ejemplos de aplicación del vapor de agua en los procesos. Proyecto 2, aplicación de las tablas de vapor y de diagrama de molliere en el cálculo de la calidad. Proyecto 3, cálculo de los poderes caloríficos de combustibles en los procesos. 4 Proyecto 4, aplicación de la combustión en la solución de problemas en los procesos térmicos. 2 Proyecto 5, Calderas y su clasificación 4 Proyecto 6, Cálculo de la eficiencia de una caldera. 4 Proyecto 7, Cálculo de las dimensiones del tiro de una chimenea

6 Conocer los parámetros para el diseño y selección de una chimenea en un proceso térmico. tipos de tratamientos de agua utilizados en una caldera y sus problemas al no aplicarlos, así como los equipos utilizados. equipos utilizados en los tratamientos de agua y sus características de diseño de selección. SEMANA 8 SEMANA 9 Presentación de videos por estudiantes de los tratamientos de agua aplicados en una caldera SEMANA 10 4 Proyecto 8, Diseño y selección de una chimenea para un proceso térmico. 4 Proyecto 9, Determinar el tipo de tratamiento de agua. 4 Proyecto 10, Selección de los equipos utilizados para el tratamiento de agua en una caldera. Conocer ciclo rankine sencillo para la generación de energía eléctrica. Conoce ciclo rankine con calentamiento y regenerativo para la generación de energía eléctrica. Conocer los sistemas de refrigeración y su clasificación Conocer el ciclo de Carnot invertido y su aplicación en un sistema de refrigeración. SEMANA 11 Exposición y análisis por el maestro SEMANA 12 Discusión grupal, y resolviendo SEMANA 13 Exposición por los alumnos de los diferentes sistemas de refrigeración utilizados. SEMANA 14 4 Proyecto 11, Aplicación del ciclo rankine sencillo. 4 Proyecto 12, Aplicación del ciclo rankine con recalentamiento y regenerativo. 4 Proyecto 13, Presentación de una maqueta de un sistema de refrigeración. 4 Proyecto 14, Cálculo de la eficiencia de un ciclo de Carnot invertido en un sistema de refrigeración.

7 tipos de cámaras frigoríficas Calcular el dimensionamiento y capacidad térmica de una cámara de frigorífica. SEMANA 15 Discusión grupal SEMANA 16 Discusión grupal 4 Proyecto 15, Cámaras frigoríficas y su aplicación. 4 Proyecto 16, Diseño de una cámara frigorífica para la industria alimentaria. PERFIL ACADÉMICO DESEABLE DEL RESPONSABLE DE IMPARTIR LA ASIGNATURA Profesionista en el área de la materia, de preferencia con estudios de posgrado y experiencia académica y laboral.