Universidad Pública de Navarra - Nafarroako Univertsitate Publikoa

Módulo/Materia

MTE / M31. Ingeniería Térmica y de Fluidos.

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Descripción/Contenidos

Tema 1: Motores de Combustión Interna Alternativo (MCIA).

Tema 2: Turbomáquinas Térmicas (TMT).

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Descriptores

Motores de Combustión Interna Alternativos, Turbomáquinas Térmicas.

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Competencias genéricas

Las competencias genéricas que un alumno debería adquirir en esta asignatura son:

·     CG1: Capacidad para la redacción, firma y desarrollo de proyectos en el ámbito de la ingeniería industrial en las tres tecnologías específicas, Mecánica, Eléctrica y Electrónica Industrial, que tengan por objeto la construcción, reforma, reparación, conservación, demolición, fabricación, instalación, montaje o explotación de: estructuras, equipos mecánicos, instalaciones energéticas, instalaciones eléctricas y electrónicas, instalaciones y plantas industriales y procesos de fabricación y automatización.

·     CG2: Capacidad para la dirección de las actividades objeto de los proyectos de ingeniería descritos en el epígrafe anterior.

·     CG3: Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.

·     CG4: Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial en las tres tecnologías específicas, Mecánica, Eléctrica y Electrónica Industrial.

·     CG5: Conocimientos para la realización de mediciones, cálculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones, estudios, informes, planes de labores y otros trabajos análogos.

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Competencias específicas

Las competencias específicas que un alumno debería adquirir en esta asignatura son:

         ·  CM3: Poseer conocimientos aplicados de ingeniería térmica.

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Resultados aprendizaje

Cuando termine la formación, el estudiante debe ser capaz de:

R1 - Plantear sistemas y realizar proyectos complejos de motores y máquinas térmicas.

R2 - Conocer suficientemente los motores y máquinas térmicas para poder seguir avanzando en el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y le dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.

R3 - Expresar y comunicar ideas y sistemas relacionados con motores y máquinas térmicas.

R4 - Dominar los cálculos necesarios de motores y máquinas térmicas.

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Metodología

La asignatura Motores de Combustión Interna Alternativos y Turbomáquinas Térmicastiene tiene carácter teórico-práctico, combinando clases magistrales, clases participativas dirigidas, actividades y trabajos en grupo y aprendizaje autónomo por parte del estudiante.

Las clases magistrales consistirán en la explicación teórica de los aspectos fundamentales de cada tema, así como la resolución de dudas y cuestiones planteadas por los alumnos a partir de su aprendizaje autónomo de cada tema. Como parte de las actividades prácticas, individuales y/o grupales, se realizarán ejercicios prácticos, prácticas de taller y, en su caso, visita a una instalación representativa.

Para comprender la asignatura y obtener un rendimiento adecuado de la misma, será necesario que el alumno lleve a cabo un trabajo continuado alrededor de las siguientes actividades:

·     Asistir a clase regularmente.

·     Realizar una lectura reflexiva y un estudio profundo del material que se aporte o indique en cada tema.

·     Realizar los ejercicios y problemas que se propongan a lo largo del curso.

·     Participar activamente en clase.

·     Consulta de dudas surgidas en el estudio de la materia en los horarios dispuestos por el profesor a tal efecto.

Como complemento docente se utilizará el Aulario Virtual, una herramienta que permite un mejor aprovechamiento de la asignatura. A través de él se indicará el calendario de las diferentes actividades de la asignatura, se podrá acceder al material docente y se utilizará para el envío de los trabajos solicitados en clase.

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Evaluación

A lo largo del curso se propondrá la realización de diversas actividades. Dichas actividades serán la resolución de ejercicios, entrega de guiones de prácticas, un examen parcial (10% del peso de la calificación final), un examen final de evaluación continua (60% del peso de la calificación final), así como la realización y exposición oral de trabajos en los que se apliquen los conocimientos teóricos y prácticos de la materia.

A lo largo del curso se fomentará el debate, y la participación de los alumnos será necesaria, tanto en las clases de carácter teórico como en las clases en las que se comenten los problemas y las actividades propuestas.

A mediados del semestre se evaluará los conocimientos adquiridos mediante la realización de un examen teórico-práctico de respuesta larga. Esta actividad supondrá el 10 % de la calificación global de la asignatura. La realización de las prácticas de taller contabilizará un 10%, la elaboración de un trabajo un 10% y su presentación oral contabilizará un 10 % de la calificación global. Al concluir el semestre se realizará un examen final escrito teórico-práctico de respuesta larga en el que se evaluará el contenido global del curso y esta prueba tendrá un peso del 60% de la calificación final.

Posteriormente se hará el examen final de recuperación teórico-práctico de respuesta larga al que podrán presentarse los alumnos y alumnas que lo deseen. Este examen ponderará el 60% del total de la nota, a la que se sumarán la calificación del examen parcial, la de prácticas de taller, la calificación del trabajo y su exposición oral.

Solamente aquellos estudiantes que no se hayan presentado a ninguno de los dos exámenes finales, constarán en actas como no presentados. 

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Temario

Tema 1: Motores de Combustión Interna Alternativo (MCIA)

1.1.        El Motor Térmico.

1.1.1.    Definición de motor térmico y máquina térmica.

1.1.2.    Clasificación de los motores térmicos.

1.1.3.    Tipos de motores térmicos y campo de aplicación de cada uno de ellos.

1.2.        Motores de Combustión Interna Alternativo.

1.2.1.    Descripción básica de un motor alternativo.

1.2.2.    Motor de encendido provocado MEP y motor de encendido por compresión MEC.

1.2.3.    Ciclo de 4 tiempos.

1.2.4.    Ciclo de 2 tiempos.

1.2.5.    Parámetros fundamentales.

1.3.        Ciclos Termodinámicos en MCIA.

1.3.1.    Descripción y utilidad.

1.3.2.    Ciclos de aire.

1.3.3.    Ciclos aire combustible.

1.3.4.    Comparación entre los diferentes ciclos de aire.

1.3.5.    Comparación entre los ciclos indicadosy los ciclos termodinámicos.

1.4.        Pérdidas de Calor y Pérdidas Mecánicas.

1.4.1.    Pérdidas de calor y balance térmico de un motor.

1.4.2.    Sistema de refrigeración.

1.4.3.    Pérdidas mecánicas.

1.4.4.    Lubricación en los motores. Aceites.

1.4.5.    Sistemas de engrase.

1.5.        Combustibles y Combustión en MCIA

1.5.1.    Introducción.

1.5.2.    Propiedades de los combustibles.

1.5.3.    Proceso químico en la combustión.

1.5.4.    Combustión en los MEP.

1.5.5.    Combustión en los MEC.

1.5.6.    Cámaras de combustión.

1.6.        Alimentación en MCIA.

1.6.1.    Preparación de la mezcla en los MEP

1.6.2.    Inyección de gasolina.

1.6.3.    Carburación.

1.6.4.    Alimentación con combustibles gaseosos

1.6.5.    Formación de la mezcla en los MEC

1.6.6.    Equipos de inyección.

1.7.        Renovación de la Carga en MCIA.

1.7.1.    Rendimiento volumétrico.

1.7.2.    Procesos de admisión y escape ideales en motores de 4 tiempos.

1.7.3.    Factores más influyentes en el rendimiento volumétrico.

1.7.4.    Sistemas de barrido en motores de 2 tiempos,

1.7.5.    Evaluación de la renovación de la carga en motores de 2 tiempos.

1.7.6.    Escape en motores de 2 tiempos.

1.8.        Sobrealimentación en MCIA.

1.8.1.    Introducción.

1.8.2.    Tipos de sobrealimentación.

1.8.3.    Sobrealimentación en MEC

1.8.4.    Sobrealimentación en MEP

1.9.        Contaminación en MCIA

1.9.1.    Introducción.

1.9.2.    Composición de los gases de escape.

1.9.3.    Formación de los contaminantes.

1.9.4.    Medición de los contaminantes.

1.9.5.    Soluciones aportadas para reducir la emisión de contaminantes en los gases de escape.

1.10.      Elementos del motor.

1.10.1.  Introducción.

1.10.2.  Elementos fijos del motor.

1.10.3.  Elementos móviles del motor.

1.10.4.  Distribución.

1.11.      Actuaciones de MCIA

1.11.1.  Introducción.

1.11.2.  Curvas características a plena carga.

1.11.3.  Influencia de diversos parámetros en las curvas características de plena carga.

1.11.4.  Curvas características a cargas parciales.

1.12.      Utilización del Hidrógeno en MCIA. Tecnologías.

Tema 2: Turbomáquinas Térmicas (TMT)

2.1.      Turbinas de vapor.

2.1.1.   Introducción.

2.1.2.   Ciclo Rankine básico de las turbinas de vapor.

2.1.3.   Factores más importantes que influyen en el ciclo de Rankine.

2.1.4.   Balance energético. Consumo específico de vapor y calor.

2.1.5.   Ciclo Rankine con recalentamiento intermedio.

2.1.6.   Ciclo Rankine regenerativo.

2.1.7.   Ciclo de cogeneración de energía eléctrica y vapor.

2.1.8.   Elementos de la turbina de vapor.

2.2.      Turbinas de gas.

2.2.1.   Introducción.

2.2.2.   Ciclo Brayton ideal.

2.2.3.   Ciclo Brayton real.

2.2.4.   Balance energético de una turbina de gas.

2.2.5.   Ciclo Brayton con regeneración.

2.2.6.   Ciclo combinado de gas y vapor.

2.2.7.   Ejemplos de turbina de gas.

2.3.      Ecuación general de las turbomáquinas.

2.3.1.    Introducción.

2.3.2.    Ecuación de Euler.

2.3.3.    Ecuación de la energía.

2.3.4.    Aplicación de lasecuaciones de Eulery de la energía a turbomáquinas axiales.

2.3.5.    Turbinas centrípetas.

2.3.6.    Turbocompresores.

2.4.        Escalonamiento en las turbomáquinas.

2.4.1.    Criterios de rendimiento en las turbinas.

2.4.2.    Criterios de rendimientos en los escalonamientos.

2.4.3.    Relación entre el rendimiento de los escalonamientos y de la turbina.

2.4.4.    Rendimiento de un escalonamiento de un compresor.

2.4.5.    Relación entre el rendimiento de los escalonamientos y del compresor.

2.5.       Análisis dimensional y semejanza en turbomáquinas.

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.

Bibliografía básica:

• Apuntes de la asignatura.
• SOPENA, C. "Motores de Combustión Interna Alternativos". Apuntes. Dpto. Ingeniería Mecánica, Energética y Materiales de la Universidad Pública de Navarra.
• SOPENA, C. "Turbomáquinas Térmicas". Apuntes. Dpto. Ingeniería Mecánica, Energética y Materiales de la Universidad Pública de Navarra.

Bibliografía complementaria:

• MUÑOZ, N. Y PAYRI, F. "Motores de combustión Interna Alternativos". E.T.S.I. Industriales de Madrid. ISBN 84-86451-01-09.
• MUÑOZ, M y PAYRI, F. "Turbomáquinas Térmicas". Sección de publicaciones de la E.T .S.I.Industriales de Madrid. ISBN 84-7484-002-3.
• MATAIX, C. "Turbomáquinas Térmicas". Editorial Dossat. Madrid. ISBN 84-237-0727-X.
• HEYWOOD, J.B. "Internal Combustion Engine Fundamentals". McGraw-Hill. ISBN 0-07-100499-8.
• STONE, R. "Introduction Internal Combustion Engines". SAE Publications. ISBN 1-56091-390-8.
• FERGUSON, C.R. "Internal Combustion Engines". John Wiley & Sons. ISBN 0-471-83705-9.
• GIACOSA, D. "Motores Endotérmicos". Ediciones Omega. Barcelona. ISBN 84-282-0848-4.
• TAYLOR, C. "The Internal Combustion Engines in Theory and Practice". The MIT Press. ISBN 0-262-70026-3.
• SCHEGLIAIEV, A.V. "Turbinas de vapor". Editorial Mir.
• COHEN, H, ROGERS, GFC y SARAVANAMUTTO. "Gas Turbine Theory" "Longman Scientific & Technical. ISBN 0-582-30539-X.
• LEFEBVRE, ARTHUR H. "Gas turbine Combustion". Hemisphere Publishing Corporation. New York. ISBN1-56032-673-5.

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Idiomas

Castellano.

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Lugar de impartición

Campus de Tudela. Aula 204. 

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