UNIVERSIDAD DEL VALLE DE MÉXICO PROGRAMA DE ESTUDIOS DE LICENCIATURA PRAXIS MES XXI

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1 UNIVERSIDAD DEL VALLE DE MÉXICO PROGRAMA DE ESTUDIOS DE LICENCIATURA PRAXIS MES XXI NOMBRE DE LA ASIGNATURA: MÁQUINAS TÉRMICAS FECHA DE ELABORACIÓN: ENERO DE 2005 ÁREA DEL PLAN: AS ( ) AC ( ) APOBL ( ) APOPT ( X ) ASIGNATURA INTEGRADORA ( ) CLAVE: HORAS DE APRENDIZAJE A LA SEMANA CON DOCENTE INDEPENDIENTES TOTAL ASIGNATURA ANTECEDENTE: NINGUNA CLAVE NOMBRE CRÉDITOS: 5.6 TOTAL DE HORAS CLASE POR ASIGNATURA: 90 OBJETIVO GENERAL El estudiante valorará el funcionamiento y los diferentes elementos que conforman las turbomáquinas térmicas, para su integración a las plantas industriales o generadoras de potencia que operan con ciclos a gas o vapor. ÍNDICE DE UNIDADES 1. Principios generales. 2. Dinámica de fluidos compresibles. 3. Transferencia de energía entre el fluido y máquina. 4. Turbomáquinas térmicas motrices. 5. Turbomáquinas térmicas generatrices. 6.- Las turbomáquinas térmicas integradas a las plantas generadoras de potencia.

2 1. Principios generales. HRS. 3 El estudiante registrará la clasificación e importancia de las turbomáquinas térmicas y el conocimiento de las variables empleadas en los fluidos compresibles capaces de operar transformaciones energéticas Exposición por parte del profesor Con Docente facilitadas por el Exposición de conceptos de Lecturas de textos. profesor (estrategia interpersonal). los principios de la ejercicios y tareas termodinámica. 1. Principios generales 1.1 Los fluidos compresibles en las conversiones de energía. 1.2 Clasificación 1.3 Importancia de las turbómaquinas de fluido compresibles 1.4 Métodos de estudio Prácticas de aplicación de fluidos a operaciones de turbomáquinas térmicas. DD, CE, EL) solución de problemas, información, entrega de reportes, etc.). (DD, MI)

3 2. Dinámica de fluidos compresibles HRS. 6 El estudiante identificará la ecuación dinámica para el flujo estable unidimensional de las turbomáquinas térmicas, y los parámetros a considerar en los flujos, rendimiento toberas y ondas de choque. 2. Dinámica de fluidos compresibles Exposición por parte del profesor Con Docente 2.1. Ecuación dinámica para el flujo Prácticas con fluidos Lecturas de textos. facilitadas por el estable unidimensional compresibles y sus DD, profesor (estrategia interpersonal). aplicaciones a la CE, EL) 2.2. Velocidad de onda elástica ejercicios y tareas turbomaquinaria. (DD, CE) 2.3. Numero de Mach Toberas y difusores. ejercicios con ecuaciones dinámicas Procesos isentrópicos en toberas y difusores Variación de presión, dela velocidad, del volumen especifico, de la temperatura y del flujo de masa en una tobera Rendimiento de una tobera 2.8. Interpretación de las curva Rayleigh 2.9. Interpretación de las curvas Fanno Ondas de choque problemas. (DD, CE, EL) solución de problemas, información, entrega de reportes, etc.). (DD, MI)

4 3. Transferencia de energía entre el fluido y máquina. HRS. 9 El estudiante identificará los componentes de velocidad absoluta, ecuación de Euler, grado de reacción, similitud, leyes y base para la clasificación de la turbomáquinas térmicas Exposición por parte del profesor Con Docente facilitadas por el Exposición gráfica del Lecturas de textos. profesor (estrategia interpersonal). uso de transferencia de ejercicios y tareas energía en DD, máquinas. CE, EL) 3. Transferencia de energía entre el fluido y máquina. 3.1 Diagramas vectoriales. 3.2 Ecuación de Euler de la transferencia de energía. 3.3 Ecuación de transferencia de energía bajo la forma de componentes energéticas. 3.4 Grado de reacción 3.5 Similitud de las turbomaquinas 3.6 Leyes de las turbomaquinas 3.7 Bases para la clasificación ejercicios para determinar ecuaciones de Euler y ecuaciones de transferencia de energía. problemas. (DD, CE, EL) solución de problemas, información, entrega de reportes, etc.). (DD, MI)

5 4. Turbomáquinas térmicas motrices. HRS. 9 El estudiante distinguirá los elementos constitutivos, interpretará los triángulos de velocidad y los ciclos teóricos resaltando las turbinas de vapor y gas, donde calculará las pérdidas de energías y rendimiento, ya que son parámetros importantes para la su selección y operación en plantas industriales y centrales termoeléctricas. 4. Turbomáquinas térmicas motrices. Exposición por parte del profesor Con Docente 4.1 Elementos constitutivos Diseño de planos de facilitadas por el turbomáquinas térmicas 4.2 Turbinas de gas profesor (estrategia interpersonal). motrices Ciclos prácticos ejercicios y tareas Combustión y combustibles Tipos y características de operación Tendencias de desarrollo 4.3 Turbinas de vapor Ciclos Ciclo combinado de gas y vapor Tipos y características de las turbinas de vapor Exposición del funcionamiento general de las turbomáquinas térmicas CE) motrices.(dd, problemas. (DD, CE, EL Lecturas de textos. DD, CE, EL) solución de problemas, información, entrega de reportes, etc.). (DD, MI)

6 5. Turbomáquinas térmicas generatrices HRS. 9 El estudiante describirá los elementos constitutivos procesos de compresión resaltando los de flujo centrífugo y axial, con el fin de calcular las pérdidas de energías, potencia y rendimiento, ya que son parámetros importantes para la su selección y operación en plantas industriales o vehículos. 5. Turbomáquinas térmicas generatrices. 1.1 Tipos y características 1.2 Proceso de compresión 5.2 Características de operación turbocompresores centrífugos 1.3 Características de operación turbocompresores de flujo axial 1.4 Parámetros de diseño de turbocompresores Exposición por parte del profesor facilitadas por el profesor (estrategia interpersonal). ejercicios y tareas Con Docente Diseño de planos de turbomáquinas térmicas generatrices. Exposición del funcionamiento general de las turbomáquinas térmicas generatrices.(dd, CE) problemas. (DD, CE, EL Lecturas de textos. DD, CE, EL) solución de problemas, información, entrega de reportes, etc.). (DD, MI)

7 6. Las turbomáquinas térmicas integradas a las plantas generadoras de potencia HRS. 9 El estudiante describirá el proceso de generación de energía eléctrica en centrales eléctricas con ciclo de vapor, gas o combinado y los elementos de constitutivos de cada una de ellas, como una forma de interpretar, distinguir y valorar la importancia de las turbomáquinas en estas centrales y los parámetros que se deben considerar en el diseño y ubicación, seleccionará el equipo y generará el programa de mantenimiento a sistemas de refrigeración uso industrial u otros sistemas de refrigeración. 6. Las turbomáquinas térmicas Exposición por parte del profesor Con Docente integradas a las plantas generadoras de potencia 6.1 Esquema de bloques ciclo de vapor. 6.2 Generación de vapor. 6.3 Turbinas de vapor. 6.4 Condensadores 6.5 Calentadores de agua de alimentación y. 6.6 Desgasificadores. 6.7 Esquema de bloques ciclo de gas. 6.8 Esquema de bloques ciclo de combinado. 6.9 Tecnologías de cogeneración facilitadas por el profesor (estrategia interpersonal). ejercicios y tareas Prácticas de laboratorio de aplicaciones a generadores de potencia. Prácticas de diseño de mecanismos generadores de vapor. problemas. (DD, CE, EL) Lecturas de textos. DD, CE, EL) solución de problemas, información, entrega de reportes, etc.). (DD, MI)

8 REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: GAFEERT G.A., Centrales de vapor, Editorial Reverte S.A. México, 1998 MATAIX C., Turbomáquinas térmicas, España, Limusa-Noriega, BOTHIE W. W., Fundamentos de turbinas de gas, Editorial Limusa-Noriega, México, BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: JONES J. B., Dugan R. E., Ingeniería termodinámica, Editorial Prentice hall, México, 1997 KOHAN A. L., Manual de calderas, Editorial McGraw Hill, España, LYUNN D. R., Adebiyi A. G., Termodinámica clásica, Editorial Pearson educación, México, cipres.cec.uchile.cl/roroman/cap-10/caphttp://bicho.uc3m.es/alumn/it2

9 UNIVERSIDAD DEL VALLE DE MÉXICO PROGRAMA DE ESTUDIOS DE LICENCIATURA PRAXIS MES XXI ASIGNATURA: MÁQUINAS TÉRMICAS CLAVE: PERFIL DOCENTE NIVEL DE ESCOLARIDAD PROFESIÓN EXPERIENCIA PROFESIONAL ÁREA ACTIVIDADES AÑOS NIVEL EDUCATIVO EXPERIENCIA DOCENTE ASIGNATURAS AÑOS Y/O SEMESTRES Maestría o Doctorado Ing. Mecánica Ing. Industrial Ing. Químico Energética, Máquinas Térmicas Industria Energética 4 años Licenciatura o Nivel Técnico Máquinas Térmicas, Termofluidos, Termodinámica Transferencia de Calor 3 años OTROS CONOCIMIENTOS DESEABLES: Análisis de elemento finito en transferencia de calor. Manejo de máquinas térmicas.