INGENIERÍA AERONÁUTICA AEROMOTORES II SILABO

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1 INGENIERÍA AERONÁUTICA AEROMOTORES II SILABO I. DATOS GENERALES: 1.1 ASIGNATURA : Aeromotores II 1.2 CÓDIGO : PRE-REQUISITO : Aeromotores I ( ) 1.4 HORAS SEMANALES : TEORÍA : PRÁCTICA : N DE CRÉDITOS : CICLO : VIII 1.7 TIPO DE CURSO : Obligatorio 1.8 DURACIÓN DEL CURSO : 18 Semanas en total 1.9 CURSO REGULAR : 17 Semanas 1.10 EXAMEN SUSTITUTORIO : 1 Semana II. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA: La asignatura de Aeromotores II es de naturaleza teórica-práctica y constituye una de las bases para que el alumno tenga el conocimiento necesario, para su aplicación en la carrera de Ingeniería Aeronáutica. Brinda al alumno los conceptos y herramientas necesarias para el análisis y diseño de varios componentes del sistema de propulsión de ingestión de aire (Jets). En otras palabras, el propósito del curso consiste en orientar y proporcionar al alumno los conocimientos fundamentales para que pueda hacer investigación y a la vez, desarrollar sus capacidades intelectuales y creativas. Es parte fundamental del curso que el alumno se motive desde el comienzo de la carrera, por medio de la trasmisión de conocimientos y experiencia de la vida real, para que investigue y se sienta inmerso en el contenido del currículo y perfil de la carrera, tanto en los aspectos cognitivo y fundamento matemático. El desarrollo de la asignatura deberá estimular el espíritu crítico de los principios de propulsión basados en ingestión de flujo de aire. El alumno de ingeniería desarrollará su capacidad de análisis y los conocimientos adquiridos despertaran el para su aplicación durante la carrera profesional. INGENIERÍA AERONÁUTICA: AEROMOTORES II Página 1

2 Al finalizar el curso, el estudiante será capaz de: Estar en condiciones de determinar y calcular los parámetros de las diferentes partes de un motor a respiración de aire (Jets) dentro del campo de la ingeniería. Emplear los fundamentos de la mecánica y termodinámica para llegar a solucionar los problemas presentados en la ingeniería de motores Jet Desarrollar las aptitudes y habilidades en el manejo e interpretación de los resultados acerca de los cálculos realizados. El curso comprende como ocho unidades de aprendizaje: Mecánica y termodinámica de motores de aviones Jet Motores Ramjet Motores Turbojet Motores Turboprop Motores Turbofan Toberas de Salida (Nozzle) Turbinas de Flujo Axial Combustor y Compresor III. COMPETENCIA Utiliza los conceptos básicos tales como la mecánica y termodinámica de propulsión combinados con los teoremas de conservación de la energía y de la cantidad de movimiento o también llamada momento. IV. CAPACIDADES 1. Maneja los conceptos sobre la mecánica y termodinámica aplicados a los motores turbojet y turbofan 2. Maneja a los conceptos sobre la mecánica y termodinámica aplicados a los motores Ramjet 3. Maneja conceptos que afectan la performance de los motores Turbojet 4. Maneja los conceptos que afectan la performance de los motores Turboprop 5. Maneja los conceptos que afectan la performance de los motores Turbofan 6. Maneja los conceptos sobre la performance de un motor turbofan debido al Nozzle convergente divergente 7. Maneja los conceptos que afectan la performance de las turbinas de flujo axial 8. Maneja los conceptos que afectan la performance de un combustor y un compresor V. METODOLOGÍA: Al inicio del curso, el profesor hará la presentación introductoria del mismo y explicará el sílabo, enfatizando que promoverá la práctica, talleres, investigación y el diálogo constante con los alumnos para ayudar a que fijen y profundicen mejor los conceptos, los métodos y conocimientos que vayan adquiriendo. INGENIERÍA AERONÁUTICA: AEROMOTORES II Página 2

3 Se resaltará la importancia de la participación espontánea de los alumnos en las s teóricas y prácticas del curso y que como estudiantes universitarios, no sólo deben limitarse a conocer lo tratado en, sino que deben investigar sobre los diferentes temas tratados. En esencia, la asignatura se desarrollará con los siguientes lineamientos metodológicos: a) El profesor del curso, en cada presentará: el fundamento teórico de los diferentes temas, siguiendo el orden que se señala en el programa analítico. Además desarrollará talleres de problemas y propiciará y estimulará la intervención de los alumnos en la. Dejará temas y trabajos prácticos (problemas) de diferentes niveles de complejidad, para que los alumnos investiguen y /o desarrollen en grupo o en forma personal. b) En caso que los alumnos encuentren dificultad para resolver cualquier problema relacionado con la asignatura, podrán acudir a realizar la respectiva consulta al profesor responsable de la asignatura. c) Es requisito, que el alumno en todos los trabajos prácticos (problemas), monografías, presentaciones, etc. haga uso intensivo de la Tecnología de la Información. (Ofimática para Ingenieros, Internet, Intranet, Red de la EAPIA y Correo Electrónico). VI. EVALUACIÓN: El Reglamento vigente de la UAP, exige la asistencia obligatoria a s y que el profesor pase la lista de asistencia en cada que dicta, registrando las inasistencias, en el registro proporcionado por la Universidad. Los alumnos no podrán sobrepasar el 30% de inasistencias justificadas a las horas lectivas teóricas, ni el 20% a las prácticas para tener derecho a evaluación. Dada la naturaleza del curso respecto a que imparte conocimientos pero además es de suma importancia la transmisión directa de la experiencia del profesor y que los alumnos participen activamente en el aula, se reitera que es de vital importancia la asistencia a s. Debe quedar perfectamente entendido que sólo cuando el alumno asiste a s, gana el derecho de ser evaluado y que en todo momento estará presente la normatividad expresada en el Reglamento de la UAP. La Modalidad de Evaluación será la siguiente: - Trabajo Académico (TA), El Sistema de Evaluación Permanente de la UAP, contempla las siguientes modalidades de Trabajo Académico: Participación INGENIERÍA AERONÁUTICA: AEROMOTORES II Página 3

4 en. Prácticas calificadas. Seminarios de discusión. Trabajos de investigación, experimentación u observación. Trabajos de producción. Elaboración de proyectos. Exposiciones. Trabajos de aplicación. Resolución de casos y problemas. - Examen Parcial (EP), que consiste de una evaluación teórico - práctico de conocimiento y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. - Examen Final (EF), que consiste en la evaluación teórico - práctico de conocimiento de todo el curso y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. La ponderación de notas que el profesor debe mantener es la siguiente: Descripción Ponderación Porcentaje Examen Parcial Peso 30% Examen Final Peso 3 30% Trabajo Académico Peso % - Examen Sustitutorio (ES), que consiste en la evaluación teórico - práctico de conocimiento de todo el curso y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. La nota obtenida en el examen Sustitutorio, reemplazará la nota más baja que el alumno haya obtenido en su Primer examen Parcial o en el Examen Final y de proceder el reemplazo, se recalculará la nueva nota final. Las calificaciones de los exámenes se regirán por el sistema vigesimal. Para aprobar una asignatura se requiere calificación mínima de 11,00 puntos. Al establecer el promedio final, el residuo igual o superior a cinco décimas (0,5) como un punto, deberá ser considerado a favor del alumno. VII. PROGRAMACION DE UNIDADES TEMÁTICAS Unidad N 1: Mecánica y Termodinámica de Motores de Aviones JET Capacidad N 1: Maneja los conceptos sobre la mecánica y termodinámica aplicados a los motores turbojet y turbofan INGENIERÍA AERONÁUTICA: AEROMOTORES II Página 4

5 Semana N 01: Thrust de una aeronave. Ecuación del Thrust ideal de un turbojet Turbofan con un ventilador de salida. Thrust para un motor turbofan con ventilador de salida Fuentes de Referencia: Apuntes de. Verifica la ecuación del thrust ideal de un turbojet Verifica la ecuación del thrust de un turbofan con ventilador de salida Semana N 02: Conceptual Procedimental Actitudinal Analiza el ciclo ideal de la termodinámica Análisis de un ciclo ideal. Propiedades de estancamiento. Temperatura de estanque. Presión de estanque. Relaciones Descripción general de motor Jet. Ramjet: Ecuación Thrust gobernante de un Ramjet ideal. TSFC. Impulso especifico. Verifica las propiedades de estancamiento Analiza y verifica las relaciones estancamiento, de temperatura y de presión Analiza la descripción general de un motor Jet Verifica la aplicación del concepto de un motor general jet a un Ramjet Unidad N 2: Motores Ramjet Capacidad N 2: Maneja a los conceptos sobre la mecánica y termodinámica aplicados a los motores Ramjet Semana N 03 Analiza el concepto de thrust en términos operativos del motor Analiza el concepto de TSFC en términos de los parámetros operativos Thrust en términos de parámetros operativos del motor TSFC en términos de parámetros operativos del motor. Ejercicios. INGENIERÍA AERONÁUTICA: AEROMOTORES II Página 5

6 Semana N 04 Practica Dirigida (Ramjet Ideal) Turbojet Ideal (Nonafterburning) Aplica los conceptos aprendidos sobre un Ramjet Ideal Analiza y verifica los conceptos sobre un Turbojet Ideal sin afterburning. Unidad N 3: Motores Turbojet Capacidad N 3: Maneja conceptos que afectan la performance de los motores Turbojet Semana N 05 Deriva y analiza la Derivación de non- ecuación de un Turbojet dimensional thrust y TSFC Evalúa el concepto de TSFC y los efectos de la Efectos de la proporción de proporción de compresión compresión de presión de presión sobre la sobre la performance de un performance de un turbojet Turbojet. Efectos del Analiza los efectos del Numero Mach numero mach sobre la performance de un turbojet Semana N 06 Conceptual Procedimental Actitudinal Afterburning. Derivación de Thrust no dimensional y TSFC Practica Dirigida Analiza el concepto de afterburning en un turbojet Deriva la ecuación del thrust no dimensional y TSFC de un turbojet Evalúa los conceptos INGENIERÍA AERONÁUTICA: AEROMOTORES II Página 6

7 aprendidos Unidad N 4: Motores Turboprop Capacidad N 4: Maneja los conceptos que afectan la performance de los motores Turboprop Semana N 07 Turboprop Analiza y evalúa los Practica Dirigida conceptos de un Turboprop Evalúa los conceptos aprendidos sobre un Turboprop. Semana N 08 Examen Parcial Semana N 09 Conceptual Turbofan afterburning) Turbofan (Mixed) Proc Actitudinal edim (Non- Analiza y verifica los ental conceptos de thrust de un Turbofan sin afterburning Analiza y verifica las diferencias propiedades entre un turbofan Mixed y uno convencional. ACTITUDINAL INGENIERÍA AERONÁUTICA: AEROMOTORES II Página 7

8 Semana N 10 Unidad N 5: Motores Turbofan Capacidad N 5: Maneja los conceptos que afectan la performance de los motores Turbofan Practica Dirigida. Nozzles y comportamiento No ideal (real) Evalúa los conceptos aprendidos sobre turbofan Analiza y verifica los conceptos de Nozzles y su aplicación en un comportamiento real Unidad N 6: Tobera de Salida (Nozzle) Capacidad N 6: Maneja los conceptos sobre la performance de un motor turbofan debido al Nozzle convergente divergente Semana N 11: Fan Nozzle. Nozzle Analiza los conceptos de convergente-divergente. Nozzle convergente-. Relación Área-Velocidad divergente Estudia la relación de Área Velocidad INGENIERÍA AERONÁUTICA: AEROMOTORES II Página 8

9 Semana N 12 Formula de Fleigner Analiza los conceptos Turbina. Efectos reales. establecidos en la. Eficiencia de la turbina derivación de la formula de Fleigner y sus aplicaciones Unidad N 7: Turbina de Flujo Axial Analiza los conceptos específicos de una Turbina de flujo axial y sus verifica los efectos reales que se producen en el motor determinando la eficiencia. Capacidad N 7: Maneja los conceptos que afectan la performance de las turbinas de flujo axial Semana N 13 Análisis los triángulos de velocidad para una turbina de flujo axial Evalúa el concepto de intercambio de energía de un solo stage Turbinas Flujo Axial. Triángulos de velocidad Intercambio de energía de un single stage Semana N 14. Porcentaje de reacción Analiza la aplicación del (Percent Reaction) porcentaje de reacción de Combustor. Combustión un una turbina de flujo axial. imperfecta. Pérdidas de Analiza los conceptos presión. Principales sobre un Combustor. geometrías de Analiza los conceptos de combustores. Rayleigh una combustión imperfecta, Flow perdidas de presión. Evalúa las diferencias de varias geometrías de combusto res... INGENIERÍA AERONÁUTICA: AEROMOTORES II Página 9

10 Unidad N 8: Combustor y Compresor. Capacidad N 8: Maneja los conceptos que afectan la performance de un combustor y un compresor Semana N 15 Conceptual Procedimental Actitudinal Analiza el concepto básico de un Flujo Rayleigh Analiza y verifica los conceptos sobre un ducto de área constante con fricción Rayleigh Flow (continuación) Flow en ducto de área constante con fricción.. Semana N 16: Analiza los conceptos básicos sobre los compresores de flujo axial. Evalúa los conceptos aprendidos Flow en ducto de área constante con fricción (continuación) Compresores de flujo axial los casos prácticos y talleres. Semana N 17: Examen Final Semana N 18: Examen Sustitutorio VIII. BIBLIOGRAFÍA Shapiro, A. Fonnas y Fluidos. Ed. EUDEBA Philip Hill y Carl Peterson. Mechanics and Thermodynamics of Propulsion. Addison Wesley INGENIERÍA AERONÁUTICA: AEROMOTORES II Página 10

11 Cohen and Saravanamutto. Gas Turbine Theory John D. Anderson, Jr. Modern Compressible Flow. McGraw-Hill Pueblo Libre, M a r z o d e l INGENIERÍA AERONÁUTICA: AEROMOTORES II Página 11