320016 - ET - Enginyeria Tèrmica

ltima modificaci: 20-03-2014

320016 - ET - Enginyeria Trmica

Universitat Politcnica de Catalunya1 / 7

Competncies de la titulaci a les quals contribueix l'assignatura

Altres: Nria Garrido SorianoJOHN M. HUTCHINSON MANUEL SORIA GUERRERO

Responsable: Mart Rosas Casals

Unitat que imparteix:

Curs:

Crdits ECTS:

724 - MMT - Departament de Mquines i Motors Trmics

2014

GRAU EN ENGINYERIA MECNICA (Pla 2009). (Unitat docent Obligatria) GRAU EN ENGINYERIA QUMICA (Pla 2009). (Unitat docent Obligatria) GRAU EN ENGINYERIA ELCTRICA (Pla 2009). (Unitat docent Obligatria) GRAU EN ENGINYERIA ELECTRNICA INDUSTRIAL I AUTOMTICA (Pla 2009). (Unitat docent Obligatria) GRAU EN ENGINYERIA DE TECNOLOGIA I DISSENY TXTIL (Pla 2009). (Unitat docent Obligatria)

6 Idiomes docncia: Catal, Angls

Unitat responsable: 320 - EET - Escola d'Enginyeria de Terrassa

Titulaci:

Professorat

Especfiques:

Generals:

2. IND_COM: Coneixement de termodinmica aplicada i transmissi de calor. Principis bsics i la seva aplicaci de problemes d'enginyeria.

3. APRENENTATGE AUTNOM - Nivell 2: Dur a terme les tasques encomanades a partir de les orientacions bsiques donades pel professorat, decidint el temps que cal emprar per a cada tasca, incloent-hi aportacions personals i ampliant les fonts d'informaci indicades.4. TREBALL EN EQUIP - Nivell 2: Contribuir a consolidar l'equip, planificant objectius, treballant amb eficcia i afavorint-hi la comunicaci, la distribuci de tasques i la cohesi.5. S SOLVENT DELS RECURSOS D'INFORMACI - Nivell 2: Desprs d'identificar les diferents parts d'un document acadmic i d'organitzar-ne les referncies bibliogrfiques, dissenyar-ne i executar-ne una bona estratgia de cerca avanada amb recursos d'informaci especialitzats, seleccionant-hi la informaci pertinent tenint en compte criteris derellevncia i qualitat.




L'objectiu general que es persegueix en l'assignatura d'Enginyeria Trmica s, per una banda, presentar els conceptes terics bsics dels mbits de la termodinmica aplicada i la transmissi de calor i les seves aplicacions a l'enginyeria; per una altra, desenvolupar les capacitats creatives i operatives de l'alumnat per a resoldre problemes que permetin l'aplicacidels conceptes apresos. Parallelament, treballar amb el programari termodinmic TEST (http://energy.sdsu.edu/testcenter/) per tal de facilitar la resoluci de problemes de final obert.

Objectius d'aprenentatge de l'assignatura

Dedicaci total: 150h Grup gran/Teoria:

Grup mitj/Prctiques:

Grup petit/Laboratori:

Activitats dirigides:

Aprenentatge autnom:

45h

15h

0h

0h

90h

30.00%

10.00%

0.00%

0.00%

60.00%

Hores totals de dedicaci de l'estudiantat

- Sessions presencials d'exposici dels continguts basada en resoluci d'exemples.- Sessions presencials de treball prctic i resoluci d'exercicis.- Treball autnom d'estudi, preparaci de les sessions presencials i realitzaci d'exercicis.

Les sessions presencials basades en problemes introdueixen les bases teriques de la matria, conceptes, mtodes i resultats mitjanant exercicis resolts pas per pas.Les sessions de treball prctic a l'aula (problemes) inclouran essencialment: a) Sessions en les que el professor guiar els estudiants en la resoluci de problemes aplicant els coneixements adquirits a les sessions teriques (44%).b) Sessions en les que es treballar amb el programari de l'assignatura (i.e., TEST, The Expert System for Thermodynamics, http://energy.sdsu.edu/testcenter/) (44%).c) Sessions d'exmens (12%).Els estudiants, de forma autnoma, hauran de:a) preparar les sessions presencials (mitjanant la lectura dels apunts de classe prviament a la realitzaci de la mateixa) i b) estudiar els continguts terics i prctics de la matria per tal d'assimilar els conceptes, resolent els exercicis proposats que finalment seran entregats i avaluats.

Metodologies docents




Continguts

TEMA 1: INTRODUCCI A LA TERMODINMICA TCNICA

TEMA 2: SUBSTNCIES PURES

Dedicaci: 19h

Dedicaci: 21h

Grup gran/Teoria: 4h 30mGrup mitj/Prctiques: 1h 30mAprenentatge autnom: 13h

Grup gran/Teoria: 6h Grup mitj/Prctiques: 2h Aprenentatge autnom: 13h

1.1. Sistema termodinmic1.2. Propietat, estat, procs i cicle termodinmic1.3. Principis operatius i classificaci de les mquines i motors trmics1.4. Evoluci histrica de les mquines trmiques1.5. Energia, medi ambient i canvi climtic1.6. Eficincia, consum energtic i energies renovables.

2.1. Els diagrames T-v, p-v i p-T2.2. La superfcie p-v-T.2.3. Determinaci de les propietats termodinmiques2.4. Models simplificats de substncies pures

Descripci:

Descripci:

Activitats vinculades:


Control de comprensiExercicis d'aplicaci


Objectius especfics:


- Reconixer els conceptes de propietat, procs i cicle termodinmic.- Diferenciar i classificar els principis operatius de la mquines i motors trmics.- Reconixer l'impacte de la utilitzaci de les mquines i motors trmics en el medi ambient.

- Reconixer les substncies pures i la seva caracteritzaci termodinmica.- Desenvolupar la capacitat per determinar les propietats de les substncies pures en funci de les magnituds que en defineixen el seu estat.- Reconixer i aplicar els models que permeten la determinaci d'aquestes propietats en lquids i slids.- Conixer els conceptes d'entalpia i entropia




TEMA 3: PRIMER PRINCIPI

TEMA 4: SEGON PRINCIPI I ENTROPIA

Dedicaci: 23h

Dedicaci: 21h



3.1. Sistemes tancats i energia trmica3.2. Calors especfiques, entalpia i energia interna en gasos ideals, slids i lquids3.3. Sistemes oberts i entalpia3.4. Principis de conservaci de la massa i lenergia3.5. Dispositius de flux permanent.

4.1. Mquines trmiques, cicle de Carnot i formulacions del Segon Principi. 4.2. Desigualtat de Clausius i entropia4.3. Balan d'entropia per sistemes tancats i sistems oberts.4.4. Diagrames de propietats que inclouen l'entropia. Rendiment isentrpic.4.5. Processos de canvi d'entropia en substncies pures, slids, lquids i gasos ideals

Descripci:

Descripci:




Control de comprensiExercicis d'aplicaciProves d'avaluaci



- Reconixer l'equivalncia entre el primer principi de la termodinmica i el principi de conservaci de l'energia.- Desenvolupar la capacitat per relacionar calor i treball en funci del tipus de sistema en estudi.- Aplicar les simplificacions del primer principi en dispositius de flux permanent.

- Reconixer el segon principi de la termodinmica com a conseqncia de la irreversibilitat dels processos termodinmics esdevinguts en les mquines trmiques.- Reconixer l'entropia com a corollari del segon principi de la termodinmica.- Desenvolupar la capacitat per a realitzar balanos d'entropia i treballar amb diagrames que la incloguin com a propietat.- Presentar el rendiments isentrpic en dispositius de flux permanent.




TEMA 5: CICLES MOTORS

TEMA 6: CICLES GENERADORS

Dedicaci: 23h

Dedicaci: 21h



5.1. Cicles de potncia amb vapor5.2. Cicles de potncia amb gas. Turbines, motors alternatius de combusti interna i externa.5.3. Introducci als processos de combusti i al seu impacte ambiental.

6.1. Cicles generadors de Rankine i de Brayton6.2. Introducci a les substncies refrigerants6.3. Cicles d'absorci i adsorci

Descripci:

Descripci:







- Definir els cicles motors com a conjunt de processos termodinmics que poden sser estudiats amb lajut dels principis de la termodinmica.- Desenvolupar les particularitats dels cicles motors amb turbina de vapor, de gas, i dels cicles alternatius de combusti interna i externa.- Reconixer i avaluar el gran impacte mediambiental que la utilitzaci massiva d'aquesta cicles genera en la societat actual.

- Definir els cicles generadors com a conjunt de processos termodinmics que poden sser estudiats amb l'ajut dels principis de la termodinmica.- Desenvolupar les particularitats dels cicles generadors amb compressi de vapor, turbina gas, absorci i adsorci.- Reconixer i avaluar l'impacte mediambiental que la utilitzaci de les substncies refrigerants genera en la societat actual.




Planificaci d'activitats

- 1er examen, pes: 35%- 2on examen, pes: 40%- Treballs / qestionaris / exercicis presentats: 25%

Sistema de qualificaci

TEMA 7: TRANSMISSI DE CALOR Dedicaci: 23h Grup gran/Teoria: 7h 30mGrup mitj/Prctiques: 2h 30mAprenentatge autnom: 13h

CONTROL DE COMPRENSI

EXERCICIS D'APLICACI

PROVES D'AVALUACI

7.1 Relaci de la Transmissi de calor i la Termodinmica 7.2. Calor i temperatura7.3. Formes de la transmissi de calor i els seus mecanismes fsics7.4. Transmissi de calor per conducci7.5. Transmissi de calor per convecci7.6. Transmissi de calor per radiaci7.7. Transmissi de calor combinada.

Descripci:

Activitats vinculades:Control de comprensiExercicis d'aplicaciProves d'avaluaci

Objectius especfics:- Reconixer la diferncia denfocament entre la Termodinmica i la Transmissi de calor, aix com la seva complementarietat.- Reconixer els mecanismes fsics de la transmissi de calor en qualsevol fenomen.- Identificar les propietats fsiques associades als fenmens de transmissi de calor.- Aplicar les equacions fonamentals de la transmissi de calor en casos senzills de flux unidimensional.




Bibliografia

Bsica:

Complementria:

Rosas Casals, M.; Cendra Garreta, J.; Garrido Soriano, N. Apunts de termodinmica tcnica. Terrassa: EET,

engel, Yunus A.; Boles, Michael A. Termodinmica. Mxico D.F: McGraw-Hill Interamericana, 2006. ISBN 9789701072868.

engel, Yunus A. Transferencia de calor y masa: un enfoque prctico. 3a ed. Mxico D.F: McGraw-Hill, 2007. ISBN 9789701061732.

Kreith, Frank; Bohn, Mark S. Principios de transferencia de calor. 6a ed. Madrid: International Thomson, 2002. ISBN 8497320611.

Moran, M.J; Shapiro, H.N. Fundamentos de termodinmica tcnica, vol. 1 i 2. Barcelona: Revert, 1993-1994. ISBN 8429141715.

Atkins, P. Las cuatro leyes del universo. Pozuelo de Alarcn: Espasa, 2008. ISBN 9788467028270.

Van Ness, H.C. Understanding thermodynamics. New York: McGraw-Hill, 1969.

320016 - ET - Enginyeria Tèrmica

Documents

Transcript of 320016 - ET - Enginyeria Tèrmica