DENOMINACIÓN ASIGNATURA: INGENIERÍA TÉRMICA

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1 SESIÓN SEMANA DEMINACIÓN ASIGNATURA: INGENIERÍA TÉRMICA GRADO: Ingeniería Aeroespacial CURSO: 2º CUATRIMESTRE: 2º La asignatura tiene 29 sesiones que se distribuyen a lo largo de 14 semanas. Los laboratorios pueden situarse en cualquiera de ellas. Semanalmente el alumnos tendrá dos sesiones, ecepto en un caso que serán tres. PLANIFICACIÓN SEMANAL DE LA ASIGNATURA DESCRIPCIÓN DEL CONTENIDO DE LA SESIÓN GRUPO (marcar ) Indicar espacio distinto de aula (aula, audiovisual, etc.) Indicar SI/ es una sesión con 2 profesores GRANDE PEQUEÑO DESCRIPCIÓN TRABAJO SEMANAL DEL ALUM HORAS PRESENCIALES HORAS TRABAJO (Ma. h semana) Repaso de termodinámica y análisis de sistemas cerrados Definiciones. Primera y segunda ley de la termodinámica para sistemas cerrados. 2.- Propiedades termodinámicas. Evaluación de propiedades-i: uso de tablas y diagramas de propiedades. Propiedades termodinámicas (continuación). Lectura y estudio: primera y segunda ley de la termodinámica aplicada a sistemas cerrados de uso común en ingeniería. Resolución de problemas de interés. Lectura y estudio: modelos de sustancias ideales y aplicación de los mismos para la obtención de propiedades termodinámicas. Resolución de problemas de interés. 4.6 Página 1 de

2 Evaluación de propiedades-ii: modelos de sustancias ideales. 3.- Análisis de volúmenes de control (sistemas abiertos). 3 4 Análisis termodinámico de sistemas abiertos mediante balances sobre volúmenes de control. Primera y segunda ley de la termodinámica aplicada a sistemas abiertos en condiciones transitorias y estacionarias. Análisis de volúmenes de control (continuación). Lectura y estudio: balances termodinámicos aplicados a sistemas abiertos de uso común en ingeniería. 3 Descripción y análisis de sistemas abiertos mediante volúmenes de control: toberas, bombas, compresores, turbinas, intercambiadores de calor y válvulas. Análisis de volúmenes de control (continuación). Análisis de casos de interés mediante volúmenes de control usando diferentes modelos de sustancia Análisis de diferentes procesos termodinámicos en sistemas abiertos. Eficiencias isentrópicas de compresor, turbina, bomba, tobera y difusor. 4.-Análisis termodinámico de turbinas de gas. Ciclo Brayton: descripción y principales parámetros. Lectura y estudio: análisis termodinámico de ciclos de turbina de gas (ciclo Brayton) 4 8 Análisis termodinámico de turbinas de gas (continuación) Resolución de ciclos Brayton operando con gas ideal..- Análisis termodinámico de motores alternativos de combustión interna. Ciclo Otto, Diesel y Dual: descripción, principales parámetros y resolución de ejercicios. Práctica-1 de Laboratorio: Análisis termodinámico de turbinas de gas mediante CyclePad Introducción a la propulsión. Lectura y estudio: análisis termodinámico de motores alternativos de combustión interna. - Corrección de errores comunes Lectura y estudio: clasificación de los sistemas propulsivos usados en ingeniería aeroespacial. Elementos presentes en los sistemas de propulsión. Página 2 de

3 Principales sistemas propulsivos. Ecuación integral de la cantidad de movimiento. Empuje e impulso específico. Energía requerida. Eficiencia propulsiva. Balance de conservación de la masa y la cantidad de movimiento. Parámetros que caracterizan la propulsión. Introducción a la propulsión (continuación) Turbinas de gas de aviación usadas en propulsión: turbojet, turbofan and turboprop. Elementos constitutivos y ciclos termodinámicos de propulsión. Casos ejemplo. Eamen parcial-1 sobre Ingeniería Termodinámica y ciclos de propulsión. (La fecha eacta del eamen se confirmará durante el curso).- Introducción a la transferencia de calor. - Repaso de conceptos teóricos y prácticos. - Actividad de evaluación presencial. Lectura y estudio: descripción y análisis comparativo de los modos de transferencia de calor Leyes fundamentales. Propiedades térmicas de la materia. Ecuación diferencial de difusión del calor. 8.- Transferencia de calor unidimensional en estado estacionario. Conducción unidimensional. Conducción en estado estacionario en superficies planas, cilíndricas y esféricas. Resistencias térmicas. Aplicación de las resistencias térmicas a conducción unidimensional. Aislamiento. Lectura y estudio: deducción de la ecuación diferencial de difusión del calor unidimensional. Aplicación de dicha ecuación a diversos problemas. Comprensión del concepto de resistencia térmica en circuitos térmicos. Radio crítico de aislamiento. Deducción e interpretación de la temperatura obtenida para el caso de generación uniforme de calor Transferencia de calor unidimensional en estado estacionario (continuación) Conducción del calor con fuentes de calor. Placas planas, cilindros y esferas con generación. Resolución de casos ejemplo. 9.- Superficies etendidas (aletas) Aletas. Análisis térmico de aletas. Parámetros de prestaciones de aletas. Superficies etendidas (aletas) (continuación). Problemas ejemplo. Lectura y estudio: formulación y simplificación de la ecuación diferencial de difusión en aletas. Aletas de sección uniforme. Parámetros de prestaciones de aletas. Aletas anulares. Superficies aleteadas. Página 3 de

4 Conducción transitoria del calor. Método de la capacidad térmica global. Conducción transitoria unidimensional. Lectura y estudio: deducción de la ecuación general de la capacidad del método de la capacidad térmica global para problemas transitorios. Análisis de diferentes problemas de conducción transitoria del calor Práctica-2 de laboratorio: Análisis térmico de aletas bidimensionales mediante ANSYS Fluent Transferencia de calor por convección. Parámetros adimensionales. Convección en flujo eterno. Convección en flujo interno. Correlaciones analíticas y eperimentales. Transferencia de calor por convección (continuación). Resolución de casos de transferencia de calor por convección. Lectura y estudio: principales parámetros que describen la transferencia de calor por convección tanto en flujo eterno como en flujo interno Práctica-3 de laboratorio: Convección forzada en flujo eterno sobre una placa plana: eperimento numérico usando ANSYS Fluent Intercambiadores de calor. Tipos de intercambiadores de calor y definiciones. Método épsilon- NTU. Intercambiadores de calor (continuación). Análisis y diseño de intercambiadores de calor Transferencia de calor por radiación. Lectura y comprensión: comportamiento térmico de los intercambiadores de calor y sus diferentes configuraciones. Lectura y estudio: descripción y deducción de los principales parámetros que describen la transferencia de calor por radiación. Página 4 de

5 Fundamentos. Cuerpo negro y superficies grises. Resistencias térmicas de radiación. Transferencia de calor por radiación (continuación). Resolución de problemas de radiación mediante resistencias térmicas. Aplicación a casos de interés en la ingeniería aeroespacial. Eamen parcial-2 sobre transferencia de calor. (La fecha eacta del eamen se confirmará durante el curso) Lectura y estudio: hipótesis simplificatorias y metodologías para la resolución de problemas de transferencia de calor por radiación en ingeniería. - Repaso de conceptos teóricos y prácticos. - Actividad de evaluación presencial Práctica-4 de laboratorio: Análisis termohidrodinámico de flujo en conductos usando ANSYS Fluent. Subtotal Total 1 (Horas presenciales y de trabajo del alumno entre las semanas 1-14) Recuperaciones, tutorías, entrega de trabajos, etc Preparación de evaluación y evaluación Subtotal Total 2 (Horas presenciales y de trabajo del alumno entre las semanas 1-18) 1 TOTAL (Total 1 + Total 2. Máimo 180 horas) 10 Página de