DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA

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1 DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA ASIGNATURA: Nombre en Inglés: THERMAL ENGINEERING Código UPM: MATERIA: CRÉDITOS ECTS: 4,5 CARÁCTER: DE TECNOLOGÍA ESPECÍFICA SEGÚN ORDEN MINISTERIAL TITULACIÓN: GRADUADO EN INGENIERÍA MECÁNICA TIPO: OPTATIVA CURSO: TERCERO SEMESTRE: QUINTO CURSO ACADÉMICO PERIODO IMPARTICION Septiembre- Enero Febrero - Junio IDIOMA IMPARTICIÓN Sólo castellano Sólo inglés Ambos GUÍA DE APRENDIZAJE Página 1 de 11

2 DEPARTAMENTO INGENIERÍA MECÁNICA Y CONSTRUCCIÓN COORDINADOR LUIS MIGUEL RODRÍGUEZ ANTÓN PROFESORADO NOMBRE Y APELLIDO DESPACHO Correo electrónico LUIS MIGUEL RODRÍGUEZ ANTÓN 303 lm.rodriguez@upm.es YOLANDA SOFÍA DOCE CARRASCO 302 yolandasofia.doce@upm.es CONOCIMIENTOS PREVIOS REQUERIDOS PARA PODER SEGUIR CON NORMALIDAD LA ASIGNATURA ASIGNATURAS SUPERADAS TERMODINÁMICA FÍSICA FÍSICA II OTROS RESULTADOS DE APRENDIZAJE NECESARIOS GUÍA DE APRENDIZAJE Página 2 de 11

3 OBJETIVOS DE APRENDIZAJE COMPETENCIAS Y NIVEL ASIGNADAS A LA ASIGNATURA Código COMPETENCIA NIVEL CE 21 Conocimientos aplicados de ingeniería térmica. Conocimiento, análisis y aplicación Código RA-01 RA-02 RA-03 RA-04 RA-05 RA-06 RESULTADOS DE APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA Conocimiento general de los motores térmicos y de su clasificación Capacidad para el diseño y la optimización de ciclos de potencia con turbinas de vapor, gas y ciclos combinados. Conocimiento a nivel constructivo de los principales componentes de las plantas de potencia equipadas con turbinas de vapor y/o gas Capacidad para el diseño y la optimización de ciclos de refrigeración por compresión de vapor y gas y de ciclos criogénicos. Capacidad de diseño y optimización de sistemas de cogeneración. Capacidad de calcular balances energéticos, másicos y volumétricos en sistemas de combustión GUÍA DE APRENDIZAJE Página 3 de 11

4 CONTENIDOS Y ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE CONTENIDOS ESPECÍFICOS (TEMARIO) TEMA / CAPÍTULO Tema 1: LA MÁQUINA TÉRMICA Tema 2: CICLOS DE POTENCIA DE LAS PLANTAS EQUIPADAS CON TURBINAS DE VAPOR TEMA 3: CICLOS DE POTENCIA DE LAS PLANTAS EQUIPADAS CON TURBINAS DE GAS TEMA4: PLANTAS DE POTENCIA EN BASE A CICLOS COMBINADOS APARTADO 1.1 La máquina de fluido 1.2 El motor térmico 2.1 Introducción 2.2 Elementos constructivos de las centrales térmicas de vapor 2.3 Ciclo real de Rankine 2.4 Modificaciones habituales del ciclo de Rankine 3.1 Introducción 3.2 El ciclo termodinámico de las turbinas de gas 3.3 Elementos constructivos de las turbinas de gas 3.4 Aplicación de las turbinas de gas 5.1 Introducción 5.2 Tipología de ciclos combinados 5.3 La caldera de recuperación de los ciclos combinados TV-TG 5.4 Otros tipos de ciclos combinados Indicadores de logro relacionados LO-01 LO LO-07 LO LO-13 LO LO-18 TEMA 5: CICLOS DE REFRIGERACIÓN TEMA 6: COGENERACIÓN 6.1 Introducción. El ciclo inverso de Carnot 6.2 Refrigeración por compresión de vapor 6.3 Refrigeración por compresión de gas 6.4 Ciclos criogénicos 7.1 Introducción 7.2 Clasificación de los sistemas de cogeneración 7.3 Parámetros evaluativos de las plantas de cogenerción 7.4 Tecnologías aplicables a la cogenerción 7.5 Trigenerción. Ciclo de absorción. 7.6 Casos prácticos. LO LO-23 LO-24; LO-25 GUÍA DE APRENDIZAJE Página 4 de 11

5 TEMA 7: COMBUSTIÓN 8.1 Introducción. 8.2 La combustión estequiométrica completa 8.3 La combustión completa o incompleta, rica o pobre 8.4 Diagrama de Ostwald. 8.5 La temperatura adiabática de llama. 8.6 Eficiencia de la combustión o factor de utilización del calor LO LO 28 GUÍA DE APRENDIZAJE Página 5 de 11

6 BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES ORGANIZATIVAS UTILIZADAS Y METODOS DE ENSEÑANZA EMPLEADOS CLASES DE TEORIA Las clases de teoría estarán basadas en clases magistrales por parte del profesor. El profesor expondrá los conocimientos teóricos necesarios para poder afrontar sin dificultad la parte de problemas y prácticas de la asignatura, aunque también habrá contenidos sin aplicación directa a problemas y prácticas. Se prevé la asignación de 1,2 ECTS (2 hora presencial/semana). CLASES PROBLEMAS En las clases de problemas, el profesor o alguno de los alumnos resolverá los problemas pertenecientes a una colección de problemas publicada al inicio del curso. En esta clase se podrá pedir la colaboración de los alumnos en la resolución. Se prevé la asignación de 0,6 ECTS (1 horas presenciales/semana) a las clases de problemas. PRÁCTICAS Las prácticas de laboratorio consistirán en la utilización de algunos programas informáticos que permitan simular los ciclos termodinámicos estudiados en las clases de teoría. Al principio de curso se publicará un guion de prácticas para que los alumnos puedan trabajar también de forma autónoma. Se prevé la asignación de 0,3 ECTS (2 horas presenciales/ 3 semanas). TRABAJOS INDIVIDUALES No está prevista la realización de trabajos individuales y, en todo caso, serían voluntarios TRABAJOS EN GRUPO No está prevista la elaboración de trabajos en grupo y, en todo caso serían voluntarios. TUTORÍAS Las tutorías se plantean con el fin de resolver dudas de aspectos teóricos o prácticos de la asignatura y como soporte para la preparación de las prácticas. Al inicio del curso se fijará su horario. GUÍA DE APRENDIZAJE Página 6 de 11

7 RECURSOS DIDÁCTICOS Libro de apuntes de la asignatura BIBLIOGRAFÍA Troyanovski, B. M., Filippov, G.A., Bulkin, A.E.: "Turbinas de vapor y de gas de las centrales nucleoeléctricas", Editorial Mir, Rizhkin, V.Y.: "Centrales Termoeléctricas" (dos tomos). Editorial MIR, Lapuerta, M., Hernández, J.J.: "Tecnologías de la combustión". Universidad Castilla La Guía técnica para la medida y determinación del calor útil, de la electricidad y del ahorro de energía primaria de cogeneración de alta eficiencia. IDEA. Abril Moñux, F. Centrales térmicas de ciclo combinado. Teoría y proyecto. Ed. Díaz de Santos. ISBN BOE: RD 661/2007; RD 616/2007 Márquez, M. Combustión y quemadores. Ed. Marcombo. ISBN España pdf RECURSOS WEB Aula equipada con medios audiovisuales Laboratorio equipado con ordenadores y programas de simulación de ciclos EQUIPAMIENTO GUÍA DE APRENDIZAJE Página 7 de 11

8 CRONOGRAMA DE TRABAJO DE LA ASIGNATURA MES QUINCENA ACTIVIDADES AULA LABORATORIO TRABAJO INDIVIDUAL TRABAJO EN GRUPO ACTIVIDADES EVALUACIÓN OTROS Septiembre 1ª Teoría: Capitulos 1/2 Problemas: Capítulo 2 2ª Teoría: Capitulos 2/3 Probls: Capítulos 2/3 Capítulo 2 Octubre 1ª Teoría: Capitulos 3/4 Probls: Capítulo 3 2ª Teo: Capítilos 4/5 Probls: Capítulos 4/5 Capítulos 2/3 Capítulo 3 Capítulos 1-3 Prácticas Noviembre 1ª Teoría: Capitulo 6 Problemas: Capítulo 6 2ª Teoría: Capitulo 7 Probls: Capítulo 7 Capítulos 4/5 Capítulo 6 Diciembre 1ª Capítulos 4-8 Prácticas 2ª Final Problemas GUÍA DE APRENDIZAJE Página 8 de 11

9 SISTEMA DE EVALUACIÓN DE LA ASIGNATURA EVALUACIÓN Ref INDICADOR DE LOGRO Relacionado con RA: LO-01 Diferenciar y conocer las peculiaridades de los diferentes tipos de motores y máquinas termicas RA-1 LO-02 Calcular ciclos de vapor básicos, con recalentamiento y/o con efecto regenerativo LO-03 Dibujar e interpretar esquemas de instalaciones relativas a ciclos de potencia basados en turbinas de vapor LO-04 Dibujar e interpretar diagramas termodinámicos de instalaciones relativas a ciclos de potencia basados en turbinas de vapor LO-05 Relacionar los diagramas termodinámicos con los esquemas de la instalación y viceversa relativos a una planta de potencia equipadas con turbinas de vapor LO-06 Utilizar el ordenador para modelar y plantear los sistemas de ecuaciones relativos a los ciclos de las plantas de potencia basados en turbinas de vapor LO-07 Identificar y conocer el funcionamiento de los componentes más importantes de las instalaciones de potencia que trabajan con turbinas de vapor LO-08 Calcular ciclos simples y compuestos con o sin efecto regenerativo de las turbinas de gas LO-09 Dibujar e interpretar esquemas de instalaciones relativas a ciclos de potencia basados en turbinas de gas LO-10 Dibujar e interpretar diagramas termodinámicos de instalaciones relativas a ciclos de potencia basados en turbinas de gas LO-11 Relacionar los diagramas termodinámicos con los esquemas de la instalación y viceversa relativos a una planta de potencia equipada con turbinas de gas LO-12 Utilizar el ordenador para modelar y plantear los sistemas de ecuaciones relativos a los ciclos de las plantas de potencia basados en turbinas de gas LO-13 Identificar y conocer el funcionamiento de los componentes más importantes de las istalaciones de potencia que trabajan con turbinas de gas LO-14 Calcular ciclos combinados de turbinas de gas y vapor LO-15 Dibujar e interpretar esquemas de instalaciones relativas a ciclos combinados de potencia LO-16 Dibujar e interpretar diagramas termodinámicos de instalaciones relativas a ciclos combinados de potencia LO-17 Relacionar los diagramas termodinámicos con los esquemas de la instalación y viceversa relativos a una planta de potencia de ciclo combinado LO-18 Utilizar el ordenador para modelar y plantear los sistemas de ecuaciones relativos a los ciclos combinados de las plantas de potencia LO-19 Calcular ciclos de refrigeración y criogénicos de diferentes tipos RA-4 LO-20 Dibujar e interpretar esquemas de instalaciones relativas a ciclos de RA-4 GUÍA DE APRENDIZAJE Página 9 de 11

10 refrigeración y criogénicos Dibujar e interpretar diagramas termodinámicos de instalaciones LO-21 RA-4 relativas a ciclos de refrigeración y criogénicos Relacionar los diagramas termodinámicos con los esquemas de la LO-22 instalación y viceversa relativos a una planta de refrigeración o RA-4 criogénica Utilizar el ordenador para modelar y plantear los sistemas de LO-23 RA-4 ecuaciones relativos a los ciclos de refrigeración Calcular oprovechamientos térmicos y los parámetros exigidos por ; LO-24 la legistación vigente en plantas de cogeneración RA-5 Dibujar e interpretar esquemas de instalaciones relativas a ; LO-25 sistemas de cogeneración o multigeneración con TV, TG o MCIA RA-5 LO-26 Calcular la estequiometría en una reacción de combustión RA-6; RA-3 Calcular flujos másicos y volumétricos en una reacción de LO-27 RA-6; RA-3 combustión de un sistema abierto tipo caldera LO-28 Calcular el balance energético en una reación de combustión RA-6; RA-3 GUÍA DE APRENDIZAJE Página 10 de 11

11 EVALUACIÓN SUMATIVA (ACUMULATIVA) BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES EVALUABLES MOMENTO LUGAR PESO EN LA CALIFICACIÓN Examenes de Ev. Contínua de Teoría Aula 35% Exámen Final de Problemas Aula 45% Examen de Ev. Contínua de Problemas y Laboratorio Aula 20% CRITERIOS DE CALIFICACIÓN Cada prueba puntúa sobre 10. Es condición para aprobar la asignatura la asistencia a las prácticas de laboratorio. Dicha asistencia no sera preciso repetirla en cursos posteriores, en caso de no aprobar la asignatura. En la convocatoria de julio el examen tendrá un peso del 90% (siendo las prácticas de laboratorio la única nota adicional a la del examen). Al inicio del curso se fijaran normas más precisas sobre el método de evaluación La fecha límite para solicitar Solo Evaluación Final será el 1 de Octubre. GUÍA DE APRENDIZAJE Página 11 de 11