BLOQUE 1 (B1)
Propiedades de sustancias puras, simples y compresibles
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B1-1. Repaso de conceptos básicos y definiciones:
-El uso de la termodinámica
-Definición de los sistemas
-Descripción de los sistemas y de su comportamiento
-Medida de la temperatura. Principio cero
-Calor y calor específico
-Cambio de fase y calor latente
-Mecanismos de transferencia de calor
-Gas ideal. Ecuaciones de estado
-Primer principio de la termodinámica
-Transformaciones termodinámicas de un gas ideal
-Segundo principio de la termodinámica
B1-2. Propiedades de una sustancia pura, simple y compresible:
-Definición del estado termodinámico
-La relación p-v-T
-El cálculo de las propiedades termodinámicas
-El modelo de gas ideal
-Energía interna, entalpía y calores específicos de gases ideales
-Cálculo de variación de energía interna y de entalpía en gases ideales
-Procesos politrópicos de un gas ideal
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BLOQUE 2 (B2)
Análisis energético de sistemas según el 1er y 2º Principio
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B2-1. Análisis energético en un volumen de control:
-Conservación de la masa para un volumen de control
-Conservación de la energía para un volumen de control
-Análisis de volúmenes de control en estado estacionario
-Análisis de transitorios
B2-2. El segundo principio de la Termodinámica:
-Utilización del 2º principio
-Formulaciones del 2º principio
-Identificación de irreversibilidades
-Aplicación del 2º principio a los ciclos termodinámicos
-La escala Kelvin de temperatura
-Medidas de rendimiento máximo para ciclos que operan entre dos focos térmicos
-El ciclo de Carnot
B2-3. La entropía y su utilización
-La desigualdad de Clausius
-Definición de variación de entropía
-Obtención de valores de entropía
-Variación de entropía en procesos internamente reversibles
-Balance de entropía para sistemas cerrados
-Balance de entropía para volúmenes de control
-Procesos isoentrópicos
-Rendimientos isoentrópicos de turbinas, toberas, compresores y bombas
-Transferencia de calor y trabajo en procesos de flujo estacionario internamente reversibles
B2-4. Análisis exergético
-Introducción a la exergía
-Definición de exergía
-Balance de exergía para un sistema cerrado
-Exergía de flujo
-Balance de exergía para volúmenes de control
-Eficiencia exergética (segundo principio)
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BLOQUE 4 (B4)
Conceptos y principios fundamentales en transmisión de calor
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B4-1 Introducción a la transmisión de calor y a la conducción:
-Mecanismos de trasmisión de calor. Conducción, convección y radiación.
-Requerimientos de conservación de la energía.
-Análisis de problemas de transferencia de calor.
-Conductividad térmica.
-Ecuación de difusión de calor.
B4-2 Conducción en régimen estacionario y en régimen transitorio:
-Conducción unidimensional en régimen estacionario. Pared plana. Sistemas radiales: cilindro y esfera.
-Conducción estacionaria con generación de energía térmica.
-Conducción en superficies extendidas.
-Conducción bidimensional.
-Conducción en estado transitorio.
B4-3 Introducción a la convección: Convección forzada y convección libre.
-Capas límites de convección: hidráulica y térmica. Flujo laminar y turbulento.
-Ecuaciones fundamentales de la convección.
-Análisis Dimensional.
-Convección forzada y convección libre o natural.
-Convección forzada en flujo externo
-Convección forzada en flujo interno.
-Convección libre
B4-4 Intercambiadores de calor
-Intercambiadores de calor. Consideraciones generales.
-Clasificación de los intercambiadores de calor.
-Tipos de intercambiadores y características.
-Coeficiente global de transferencia de calor.
-Distribución de temperaturas en equicorriente, contracorriente y flujos cruzados.
-Flujo de calor intercambiado. Diferencia de temperaturas logarítmica media.
-Método de la diferencia de temperaturas logarítmica media (DTLM)
-Método de la eficiencia-número de unidades de transferencia (Epsilon-N.U.T.)
B4-5 Introducción a la radiación.
-Conceptos fundamentales. Definiciones: intensidad de radiación, potencia emisiva, irradiación y radiosidad.
-Radiación de cuerpo negro. Distribución de Planck. Emisividad, absortividad y reflectividad superficiales.
-Ley de Kirchhoff. Superficies grises.
-Intercambio radiativo entre superficies. Factor de forma de radiación. Relaciones entre los factores de forma.
-Intercambio de radiación de cuerpo negro.
-Intercambio de radiación entre superficies grises difusas en un recinto.
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| CONTENIDOS PRÁCTICOS: |
PL 1. Equivalente mecánico del calor
En esta práctica se pretende determinar el equivalente mecánico del calor, es decir, la relación entre la unidad de energía joule (julio) y la unidad de calor caloría.
Mediante esta experiencia simulada, se pretende poner de manifiesto la gran cantidad de energía que es necesario transformar en calor para elevar apreciablemente la temperatura de un volumen pequeño de agua.
PL 2. Dilatación térmica lineal de sólidos
Estudio de la dilatación térmica lineal en tubos delgados de hierro, latón y aluminio y estimación de los coeficientes de dilatación de dichos materiales para su comparación posterior.
PL 3. Iniciación a técnicas termográficas
Se pretende iniciar al alumno en la utilización de cámaras termográficas como herramienta aplicada al estudio de aislamientos en edificaciones y mantenimiento predictivo.
PL 4. Conductividad térmica de metales
Se determinará el flujo de calor que se produce a través de barras metálicas en forma de U cuyos extremos se sumergen en agua fría y caliente a partir del incremento de temperatura observado en el agua fría. Se observará asimismo que la cuantía del flujo calorífico depende de la composición del material, así como de su sección transversal y su longitud.
PL 5. Determinación de propiedades de aislantes
Se pretende observar las propiedades térmicas de diferentes materiales aislantes para el manejo y la comprensión de conceptos como aislamiento térmico, conductividad térmica y capacidad calorífica.
PL 6. Intercambiador de calor de doble tubo
Se determinará el coeficiente de transferencia de un intercambiador de calor de doble tubo en contracorriente y equicorriente. Validación de los métodos DTLM y ℰ-NUT.
PL 7. Energías alternativas. Estudio de un colector solar.
Se pretende iniciar al alumno en el estudio de un colector solar, analizar la energía recibida por radiación y hacer un balance energético de la energía aprovechada para ACS o calefacción. |
