5619 Máquinas Térmicas. Horas de teoría Horas de práctica Horas trabajo Totales IEA IM IMA IME IMT

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1 A) CURSO Clave Asignatura 5619 Máquinas Térmicas Horas de teoría Horas de práctica Horas trabajo Créditos Horas por semana por semana adicional estudiante Totales B) DATOS BÁSICOS DEL CURSO IEA IM IMA IME IMT Nivel: VI V V Tipo Obligatoria Obligatoria Obligatoria (Optativa, Obligatoria) Prerrequisito: Termodinámica Termodinámica Termodinámica Clasificación CACEI: CI CI CI C) OBJETIVO GENERAL DEL CURSO Al finalizar el curso el estudiante será capaz de: Reconocer y manejar las expresiones matemáticas, tablas y gráficas relevantes y los principios requeridos para la solución de problemas de aplicaciones prácticas de la termodinámica. También será capaz de proponer mejoras para el mejor aprovechamiento de la energía en las maquinas térmicas. D) CONTENIDOS Y MÉTODOS POR UNIDADES Y TEMAS 1.- Rendimientos 5 hrs Que el estudiante comprenda y utilice los conceptos y procedimientos de evaluación del rendimiento y de la eficiencia y pueda resolver problemas sobre ellos. 1.1 Trabajo. Potencia. 1.2 Potencia calorífica. 1.3 Rendimiento térmico. 1.4 Rendimiento de máquina y motor térmico. 1.5 Rendimiento mecánico. Solución de problemas del tema tomados de la bibliografía sugerida, prácticas de laboratorio y debate en clase de los resultados obtenidos en el laboratorio. 2.- Compresores de gas 12 hrs Que el alumno identifique e interprete los diferentes tipos de compresores, comprenda y maneje los conceptos, expresiones y resuelva problemas relacionados con el tema. Pág. 1

2 2.1 Tipos de compresores. Curvas de compresión. 2.2 Aire libre. Eficiencia volumétrica. Eficiencia de compresor. 2.3 Compresión en varias etapas. 2.4 Expansores de gas. Solución de problemas del tema tomados de la bibliografía sugerida, prácticas de laboratorio y debate en clase de los resultados obtenidos en el laboratorio. Así como la identificación de curvas de compresión. 3.- Motores de Combustión Interna 15 hrs Que el alumno compare, clasifique, interprete, los diferentes tipos de motores de combustión interna y sus características de operación comprenda y maneje los conceptos, expresiones y resuelva problemas relacionados con el tema. 3.1 Ciclo Otto. 3.2 Ciclo Diesel. 3.3 Ciclo de Combustión Dual. debate en clase de los resultados obtenidos en el laboratorio. Análisis de problemas reales sobre motores de combustión interna. 4.- Turbinas de Gas 15 hrs Que el alumno comprenda y utilice los conceptos, expresiones y resuelva problemas relacionados con las turbinas de gas. 4.1 Ciclo Brayton. Ideal y con fricción. 4.2 Calentamiento regenerativo. Eficiencia del regenerador. 4.3 Combustores. Eficiencia. 4.4 Potencia máxima. 4.5 Compresión en múltiples etapas. 4.6 Motores Jet. 4.7 Motores de cohete. debate en clase de los resultados obtenidos en el laboratorio. Análisis de problemas relacionados con turbinas de gas. 5.- Toberas y Difusores 12 hrs Que el estudiante obtenga las características de diseño para cualquier tobera. 5.1 Propiedades de los fluidos. 5.2 Estancamiento, velocidad acústica y número de Mach. 5.3 Tipos de toberas. 5.4 Difusores. 5.5 Aplicaciones. Pág. 2

3 Lecturas y otros recursos Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida. debate en clase de los resultados obtenidos en el laboratorio. Trabajo en equipo para la obtención de las características de diseño de toberas. 6.- Turbinas de vapor., Bomba calorimétrica y Sistemas de refrigeración. 21 horas A partir del vapor de agua a través de una máquina térmica, el alumno obtenga un trabajo y luego sus aplicaciones correspondientes. A partir del trabajo el alumno obtenga el calor (calefacción y/o refrigeración) y sus aplicaciones correspondientes. 6.1 Ciclo Rankine. 6.2 Variaciones del ciclo Rankine. 6.3 Ciclo binario. 6.4 Bomba calorimétrica 6.5 Características de la bomba calorimétrica. 6.6 Ciclos de refrigeración y calefacción por compresión de vapor. 6.7 Ciclo de refrigeración por compresión de gas. 6.8 Refrigeración al vacío. 6.9 Refrigeración por absorción. Efectuar ejercicios del tema tomados de la bibliografía sugerida y cumplir con prácticas de laboratorio. presentación en PPTde tópicos relacionados con el tema. E) ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE a) Exposición convencional de cada tema por parte del profesor. b) Aprendizaje Basado en Problemas. c) Aprendizaje Cooperativo. d) Estudio de Casos. e) Experimentos. PRÁCTICAS: Para la realización de prácticas, se consideran un total de16 sesiones de una hora. Las prácticas a realizar se listan a continuación: 1. Seguridad en el laboratorio. 2. Determinación de curvas características de un motor a gasolina en banco de ensayos. 3. Cambios de Energía. 4. Compresores. 5. Función de las partes principales del motor a combustión interna. 6. Ajuste de la mezcla de aire-combustible en un motor a gasolina por medio del carburador. 7. Conocimiento general del equipo e instrumentos de medición para equipo de combustión interna. 8. Medida del consumo de combustible de un motor a Diesel y su momento de fricción. 9. Determinación de curvas características de un motor Diesel en un banco de ensayo. 10. Medida del consumo de combustible y su momento de fricción. 11. Turbinas de vapor. Pág. 3

4 12. Transferencia de calor en una caldera. 13. Análisis de fallas y funcionamiento de un motor Diesel. 14. Proyecto. F) EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN Evaluación: Periodicidad Forma de Evaluación y Temas a Cubrir Ponderación Sugerida 1er. Evaluación Parcial 16 sesiones Examen 80%, Tareas 20% 1 y 2 2º Evaluación Parcial 16 sesiones Examen 80%, Tareas 20% 3 3er. Evaluación Parcial 16 sesiones Examen 80%, Tareas 20% 4 4a.. Evaluación Parcial 16 sesiones Examen 80%, Tareas 20% 5 5a.. Evaluación Parcial 16 sesiones Examen 80%, Tareas 20% 6 Evaluación Final Ordinario Otra Actividad: 100% (Promedio de las Evaluaciones Parciales) Examen Extraordinario Examen a título Examen de regularización Semana 17 del semestre en curso De acuerdo a programación de Secretaría Escolar De acuerdo a programación de Secretaría Escolar G) BIBLIOGRAFÍA Y RECURSOS INFORMÁTICOS Textos básicos: 1. FAIRES V. M., Thermodynamics, Macmillan, 6th. ed. 2. FAIRES V. M., Problems on thermodynamics, Macmillan, 6th. ed. 3. CENGEL, YUNUS A. & BOLES, MICHAEL A. Termodinamica, mc. Graw Hill, 6ª. Ed. 4. MORAN, MICHAEL J. & SHAPIRO, HOWARD N. Fundamentos de Termodinámica Tecnica Editorial Reverte 2ª. Edición. 5. KENNETH WARK, Termodinámica, McGraw-Hill, 4a. ed. Textos complementarios: 1. BURGHARDT M. DAVID. Ingeniería Termodinámica, Harper & Row Latinoamericana, 2ª. Ed. 2. CARROLL M. L. & MALEEV V. L. Heat Power Fundamentals, Pitman. 3. VAN WYLEN, GORDON. Fundamentos de termodinámica. Limusa,2ª. Ed. 4. JONES J. B. & DUGAN R.E., Ingeniería Termodinámica, Prentice Hall 5. LEVENSPIEL O., Fundamentos de termodinamica, Pretntice Hall, Pág. 4

5 6. ZEMANSKY VAN & NESS, Basic engineering thermodynamics, Mc Graw Hill. Pág. 5