Asignatura: TERMODINÁMICA APLICADA

Transcripción

1 Asignatura: TERMODINÁMICA APLICADA Titulación: I. T. R.E.E. C. y E. Curso (Cuatrimestre): 2º - 2º C Profesor(es) responsable(s): Francisco Montoya Molina Ubicación despacho: Edif. Esc. INGENIERIA AGRONOMICA Departamento: FISICA APLICADA (Paseo Alfonso XIII) Código: Tipo (T/Ob/Op): Ob Créditos (T+P): Paco.montoya@upct.es web: web: Descriptores de la asignatura según el Plan de Estudios: Procesos Termodinámicos: Aplicaciones Objetivos de la asignatura: Conocer el comportamiento real de las sustancias puras y obtener sus propiedades de tablas y diagramas. Realizar cálculos energéticos en todo tipo de procesos y su valoración exergética. Conocer y valorar ciclos termodinámicos de potencia y de producción de frío. Estudio de los procesos de mezclas y su aplicación en psicrometría y combustión Requisitos previos recomendables: Tener aprobada la asignatura de Fundamentos Físicos.

2 PROGRAMA DE LA ASIGNATURA A) Programa de Teoría (completo): Lección 1.-Propiedades termodinámicas de las sustancias puras Introducción Superficie p,v,t. Diagramas planos Ecuaciones de estado de las sustancias puras Ley de los estados correspondientes Funciones energéticas de las sustancias puras. Lección 2.-Zona de vapor húmedo. Tablas y diagramas termodinámicos Características de un vapor húmedo Título de un vapor húmedo Calor latente de vaporización. Ecuación de Clausius-Clapeyron Tablas de propiedades termodinámicas Diagramas planos: T-s, h-s, p-h Procesos en gases condensables. Lección 3.-Sistemas abiertos. Primer principio: procesos de derrame Sistema abierto en régimen permanente Balance energético: Primer principio. Trabajo Aplicación del Primer principio: procesos de derrame y de trabajo Procesos de derrame adiabáticos: Efecto Joule- Thomson Procesos de derrame en toberas y difusores. Lección 4.-Valoración de los procesos termodinámicos.exergía La entropía en los sistemas abiertos Aplicación a las máquinas térmicas Energía utilizable de un proceso Exergía Pérdida de exergía en procesos termodinámicos Diagrama de exergías. Lección 5.-Procesos de trabajo. Expansión y compresión adiabáticas Procesos de trabajo adiabáticos. Potencia Proceso de expansión: turbinas. Rendimiento isoentrópico Proceso de compresión: compresores. Rendimiento isoentrópico Análisis de la compresión múltiple Exergía en la expansión y compresión adiabáticas. Lección 6.-Ciclos termodinámicos de vapor Introducción Ciclo de potencia: ciclo Rankine.

3 6.3.-Mejoras prácticas del ciclo Ciclos binarios Cogeneración Ciclo de refrigeración: ciclo inverso de Carnot Refrigeración por compresión. Bomba de calor Refrigerantes Refrigeración con compresión múltiple. Lección 7.-Ciclos termodinámicos de gas Ciclo de la turbina de gas: ciclo Brayton Mejoras prácticas del ciclo Ciclos combinados de gas y vapor Turbina de propulsión aérea Motores de combustión interna Ciclo Otto de aire estándar Ciclo Diesel de aire estándar Refrigeración con gas. Lección 8.-Procesos de mezcla de gases ideales Introducción Variables termodinámicas de la mezcla Funciones energéticas de mezcla Procesos con mezcla de composición constante Mezcla de gases ideales. Lección 9.-Mezcla de gases y vapores. Aire húmedo Aire húmedo: composición y comportamiento gaseoso Índices de humedad Saturación adiabática. Psicrométros Temperaturas en el aire húmedo. Volumen específico Entalpía específica Calor específico del aire húmedo. Lección 10.-Procesos psicrométricos Diagrama psicrométrico de Carrier Diagrama psicrométrico de Mollier Mezcla adiabática Calentamiento y enfriamiento sensible Calentamiento y humidificación Deshumectación por enfriamiento Humidificación adiabática. Lección 11.-Mezclas reactivas de gases. Combustión Introducción Poder calorífico de los combustibles Composición de los combustibles Fórmulas estequiométricos Aire mínimo para la combustión. Coeficiente de exceso de aire.

4 11.6.-Análisis de los humos. B) Programa de Prácticas (completo): Asistencia obligatoria. Las calificaciones sirven para las convocatorias del curso en que se realizan las prácticas. Denominación de la práctica Duración 1.-Determinación de coeficientes adiabáticos. 2.- Estudio de las isotermas y del punto crítico. 3.- Curva de presión de vapor del agua a altas temperaturas. 4.- Trabajo en ciclos termodinámicos. 5.- Rendimiento de un máquina térmica 6.- Bomba de calor. Tipo de práctica (Aula, laboratorio, informática) laboratorio Ubicación física (sede Dpto., aula informática...) Dpto. C) Bibliografía básica: Moran, M.J.; Shapiro, H.N..- Fundamentos de Termodinámica. Baehr, Hans D..- Tratado moderno de Termodinámica. Segura, José.- Termodinámica Técnica. Çengel,Y.A., Boles, M.A..-Termodinámica. Madrid, C.N., Navarro, J.R., Montoya, F..-Temas de Termodinámica Aplicada. Madrid, C.N., Navarro, J.R., Montoya, F..-Prácticas de laboratorio de Termodinámica D) Criterios de evaluación del alumno: Tipo de examen: Escrito, preguntas conceptuales ( 40%, nota mínima 1.6 puntos). y problemas (60%). Pregunta no contestada quita 0.2 puntos,problema sin resolver quita un punto. Para resolver los problemas se permite utilizar apuntes y textos sin problemas resueltos. Prácticas de laboratorio obligatorias. La nota de prácticas se tiene en cuenta en las convocatorias de Junio y Septiembre del curso en que se realizan.

5 Evaluación del alumno: La calificación definitiva se obtiene con la nota del examen (80%) y la de prácticas (20%). E) Observaciones: (cualquier otra observación que el profesor quiera hacer constar, por ejemplo temporalización de teoría y prácticas, horario de tutorías, material adicional disponible en la página web o en reprografía, etc.)