FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA TRANSFERENCIA DE CALOR

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1 FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA TRANSFERENCIA DE CALOR I. DATOS GENERALES 1.0. Unidad Académica : INGENIERÍA AERONÁUTICA 1.1. Semestre Académico : I 1.2. Código la asignatura : Ciclo : V 1.4. Créditos : Horas semanales Horas presenciales Horas a distancia Total Teoría Practica Total Teoría Practica Total Requisito : Termodinámica ( ) 1.7. Profesores responsables : II. SUMILLA La asignatura correspon al área Estudios Específicos (Tecnologías Básicas), naturaleza teórico/practico tiene como propósito brindarle al alumno los conceptos y principios básicos la Transferencia Calor y sus aplicaciones vinculadas a los sistemas vuelo las aeronaves. Compren las siguientes unidas aprendizaje: Unidad Aprendizaje I: Formas transmisión calor Unidad Aprendizaje II: Conducción Unidad Aprendizaje III: Convección Unidad Aprendizaje IV: Radiación Unidad Aprendizaje V: Intercambiadores calor y sus aplicaciones. III. COMPETENCIAS DE LA ASIGNATURA Utiliza los conceptos, principios, teorías y aspectos básicos la transferencia calor, como una herramienta que permite: comprenr y razonar sobre lo que ocurre en los diferentes sistemas transferencia calor y otros afines 1

2 en aeronáutica, optimizando su empleo y exigiendo medidas preventivas para preservarlos y corregir daños o alargar su vida en servicio; facilitar el sarrollo otras asignaturas inherentes a la carrera Ingeniería Aeronáutica; criticar los fenómenos que ocurren o puedan aparecer o que son inherentes a los sistemas transferencia calor y tomar cisiones ante mediciones propiedas forma acuada y oportuna. 3.1 Capacidas a) Compren e interpreta el concepto las diferentes formas transferencia calor. b) Compren y analiza los principios fundamentales las características los materiales en relación con el calor que puedan transportarse. c) Compren e interpreta la transferencia calor estable en comparación con la transferencia transitoria. d) Compren la conducción calor unidimensional para pares planas, cilíndricas y esféricas. e) Compren y analiza la conducción calor en estado estacionario en pares planas, cilindros y esferas. f) Compren y analiza los criterios para el análisis sistemas concentrados. g) Compren y analiza la conducción calor en régimen transitorio en pares planas grans, cilindros largos y esferas con efectos espaciales. h) Compren e interpreta los conceptos l mecanismo físico la convección. i) Compren y analiza la capa limite hidrodinámica, la capa limite térmica, flujo laminar y flujo turbulento. j) Compren y analiza la influencia l movimiento l fluido bido a causas externas y la transferencia calor por movimiento molecular, disipación la energía por la fricción. k) Analiza la convección forzada con flujo externo sobre superficies planas, esféricas y cilíndricas y la convección con flujo interno forzada. 2

3 l) Compren y analiza la capa límite, la convección natural sobre superficies, s superficies con aletas y la convección natural ntro recintos cerrados. m) Compren la radiación térmica, la radiación cuerpo negro, la intensidad radiación, las propiedas radiación y la radiación atmosférica y solar. n) Compren y analiza el factor visión, la transferencia calor por radiación en superficies negras, superficies grises y difusas y sobre blindajes contra la radiación y el efecto la radiación. o) Compren y analiza las funciones un intercambiador calor, sus aplicaciones, su clasificación acuerdo al flujo, acuerdo a sus pasos, acuerdo a su forma transferencia calor y las características construcción. 3.2 Actitus y valores a) Participa activamente en los casos prácticos y talleres. b) Desarrolla un espíritu crítico y constructivo. c) Muestra interés, disposición y auto gestiona su aprendizaje. d) Reflexiona sobre la importancia los temas realizando preguntas y buscando información. IV. PROGRAMACIÓN DE CONTENIDOS 3

4 UNIDAD DE APRENDIZAJE I: Formas transmisión calor CAPACIDADES: a) Compren e interpreta el concepto las diferentes formas transferencia calor. Semana Contenidos Actividas aprendizaje Conceptos básicos 1 transferencia calor. Campos aplicación. Mecanismos transferencia calor: Conducción, Convección Radiación. Resistencia Térmica y Debate sobre los conceptos. aplicaciones Horas presenciales Horas a distancia 4

5 UNIDAD DE APRENDIZAJE II: Conducción CAPACIDADES: b) Compren y analiza los principios fundamentales las características los materiales en relación con el calor que puedan transportarse. c) Compren e interpreta la transferencia calor estable en comparación con la transferencia transitoria. d) Compren la conducción calor unidimensional para pares planas, cilíndricas y esféricas. e) Compren y analiza la conducción calor en estado estacionario en pares planas, cilindros y esferas. f) Compren y analiza los criterios para el análisis sistemas concentrados. g) Compren y analiza la conducción calor en régimen transitorio en pares planas grans, cilindros largos y esferas con efectos espaciales. Semana Contenidos Actividas aprendizaje Conductividad 2 térmica los materiales en relación con el calor que transportar. puen Descripción y orn magnitud la conductividad materiales. Debate sobre los conceptos. aplicaciones. Resuelve problemas Horas presenciales Horas a distancia Transferencia 3 4 calor estable y transitoria. Transferencia calor multidimensional Ecuación general conducción calor PRACTICA CALIFICADA N 1 Conducción Debate sobre los conceptos transferencia calor estable y transitoria Utiliza el molo la ecuación general conducción 5 permanente unidimensional con generación interna calor. Conducción calor Debate sobre los conceptos. aplicaciones en pares planas 5

6 Conducción calor en pares cilíndricas. Debate sobre los Conducción calor conceptos. 6 en superficies esféricas. aplicaciones Radio critico aislamiento Análisis sistemas concentrados Conducción calor 7 en régimen transitorio en pares planas grans Debate sobre los conceptos transferencia calor en los sistemas concentrados y pares planas. 8 Conducción calor en régimen transitorio en pares planas grans EXAMEN PARCIAL Conducción calor en régimen Debate sobre los conceptos 9 transitorio en cilindros grans y transferencia calor en cilindros y esferas. esferas 6

7 UNIDAD DE APRENDIZAJE III: Convección CAPACIDADES: h) Compren e interpreta los conceptos l mecanismo físico la convección. i) Compren y analiza la capa limite hidrodinámica, la capa limite térmica, flujo laminar y flujo turbulento. j) Compren y analiza la influencia l movimiento l fluido bido a causas externas y la transferencia calor por movimiento molecular, disipación la energía por la fricción. k) Analiza la convección forzada con flujo externo sobre superficies planas, esféricas y cilíndricas y la convección con flujo interno forzada. l) Compren y analiza la capa límite, la convección natural sobre superficies, s superficies con aletas y la convección natural ntro recintos cerrados. Semana Contenidos Actividas aprendizaje Horas presenciales Horas a distancia Mecanismo físico 10 la convección. Numero Nusselt. Clasificación los flujos fluidos. Capa límite la velocidad. Capa limite térmica. Numero Prandtl. Flujo laminar y turbulento. Numero Reynolds. Transferencia calor y cantidad movimiento en el flujo turbulento. Ecuaciones diferenciales la convección. Debate sobre los conceptos, propiedas. Utiliza los métodos gráficos y analíticos. Emplea y conoce las ventajas y limitaciones. Resuelve problemas y calcula. 7

8 Resistencia al movimiento bido a la fricción y la presión. Transferencia calor. Flujo paralelo sobre placas planas. Coeficiente fricción, coeficiente Compren y analiza los conceptos, y métodos gráficos y analíticos. 11 transferencia calor. Flujo uniforme calor. Flujo alredor ventajas y limitaciones. Resuelve problemas y calcula. cilindros y esferas. Efecto la aspereza la Emplea gráfica. representación superficie y el coeficiente transferencia calor. Flujo sobre bancos tubos. 8

9 12 Introducción, velocidad y temperatura promedio. La región entrada, longitus entrada. Análisis térmico general, flujo constante en la superficie. Flujo laminar en tubos. Caída presión, el número Nusselt. Flujo constante calor en la superficie, temperatura superficial constante. Flujo laminar en tubos no circulares. Flujo turbulento en tubos. Superficies ásperas. Desarrollo l flujo turbulento en la región entrada. Flujo turbulento en tubos no circulares. Flujo por la sección anular entre tubos concéntricos. Compren y analiza los conceptos y propiedas. Utiliza los métodos gráficos y analíticos. ventajas y limitaciones. Resuelve problemas y calcula. Emplea representación gráfica. PRACTICA CALIFICADA N 2 9

10 Mecanismo físico la convección natural. Ecuación l movimiento y el número Grashof. Compren y analiza los conceptos y propiedas. 13 Convección natural sobre superficies placas verticales, cilindros verticales, placas inclinadas y Utiliza los métodos gráficos y analíticos. ventajas y limitaciones. cilindros horizontales y esferas. Convección natural Resuelve problemas y calcula. s superficies con aletas. Emplea gráfica. representación Convección natural ntro recintos cerrados. UNIDAD DE APRENDIZAJE IV: Radiación CAPACIDADES: m) Compren la radiación térmica, la radiación cuerpo negro, la intensidad radiación, las propiedas radiación y la radiación. atmosférica y solar. n) Compren y analiza el factor visión, la transferencia calor por radiación en superficies negras, superficies grises y difusas y sobre blindajes contra la radiación y el efecto la radiación. Semana Contenidos Actividas aprendizaje Horas presenciales Horas a distancia 10

11 Radiación térmica. Radiación cuerpo negro. Intensidad 14 radiación. Angulo intensidad radiación sólido, la emitida, radiación incinte, radiosidad. Propiedas la radiación. Compren y analiza los conceptos y propiedas. Utiliza los métodos gráficos y analíticos. ventajas y limitaciones. Emisividad, Resuelve problemas y absortividad, calcula. reflectividad transmitividad. y Ley Kirchhoff, el Emplea gráfica. representación efecto invernaro, Radiación atmosférica y solar. El factor visión. Relaciones factor visión. Transferencia l Compren y analiza los conceptos y propiedas. calor en superficies Utiliza los métodos negras. gráficos y analíticos. 15 Transferencia calor en superficies grises y difusas. ventajas y limitaciones. Efecto la radiación sobre las mediciones la temperatura. Emisividad gases y mezclas. Resuelve problemas y calcula. Emplea representación gráfica. 11

12 UNIDAD DE APRENDIZAJE V: Intercambiador calor y sus aplicaciones CAPACIDADES: o) Compren y analiza las funciones un intercambiador calor, sus aplicaciones, su clasificación acuerdo al flujo, acuerdo a sus pasos, acuerdo a su forma transferencia calor y las características construcción. Semana Contenidos Actividas aprendizaje Funciones, Debate sobre los aplicaciones, conceptos y propiedas. clasificación. Utiliza los métodos Ecuaciones gráficos y analíticos. transferencia calor y ecuaciones Emlea y conoce las 16 en función las ventajas y limitaciones. características y Resuelve problemas y materiales calcula. las superficies para flujo paralelo Emplea representación gráfica. y contraflujo. Horas presenciales Horas a distancia Análisis térmico equipos transferencia calor. EXAMEN FINAL V. ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS Las asignaturas siguen una metodología: Sesiones teóricas Sesiones prácticas Exposición l docente Exposición alumnos VI. Equipos y materiales Para el sarrollo la asignatura se contara con los siguientes materiales: Pizarra acrílica Equipos multimedia 12

13 Amás el docente entregara materiales impresos y digitalizados. VII. EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE El sistema evaluación es permanente y sistemático y acuerdo a las normas establecidas en el reglamento la Universidad. a) La primera evaluación es entrada que permite diagnosticar los saberes previos l estudiante. b) La evaluación proceso y productos es permanente, integral y presencial según el avance las sesiones aprendizaje programadas semanalmente; permite el logro las competencias a través los rubros: conceptual, procedimental y actitudinal consirando los siguientes aspectos: - Logro conocimientos y muestra sempeño - Desarrollo y adquisición strezas operativas, aplicativas y capacidas y competencias. - Adquisición actitus. c) Se consira las modalidas heteroevaluación, autoevalución e interevaluación. d) La evaluación final la asignatura es el promedio ponrado la evaluación continua que constituye el trabajo académico (40%), el examen parcial (30%) y el examen final (30%). Examen Parcial (E1) : 30% Examen Final (E2) :30% Trabajo Académico (TP) : 40% Nota Final: E1*30% + E2*30% + {[(P1+P2+P3+P4)/4]}*40% e) La asistencia es obligatoria. El alumno que no sarrolla en clases, no presenta una actividad o un trabajo académico solicitado será calificado con cero (0). f) Acciones complementarias para el logro cada una las metas son las siguientes: Perceptivos o apreciación. 13

14 - Desarrollo l cuarno trabajo - Utilización tablas termodinámicas - Análisis gráficas, esquemas y tablas - Análisis fórmulas Orales - Intervenciones - Exposiciones g) Al finalizar el ciclo el alumno habrá logrado una calificación final acuerdo a la escala vigesimal don: Aprobado : De 11 a 20 Desaprobado : De 0 a 10 h) El Examen Sustitutorio se rendirá spués haber obtenido el promedio final saprobado y reemplazará a la menor nota saprobada ya sea l Examen Parcial o Examen Final y/o no haber rendido uno los exámenes anteriormente indicados. VIII. FUENTES DE INFORMACIÓN. 1.1 Bibliográficas (físicas y electrónicas, si las hubiera) Físicas a) Cengel ( ) Transferencia Calor b) Kreith Frank ( ) Principios Transferencia Calor c) Isachenko y Osipova ( ) Transmisión Calor Jesús María, enero l