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Universidad Pública de Navarra
| Código: 242305 | Asignatura: TERMODINÁMICA | ||||
| Créditos: 6 | Tipo: Obligatoria | Curso: 2 | Periodo: 1º S | ||
| Departamento: Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales | |||||
| Profesorado: | |||||
| DIEGUEZ ELIZONDO, PEDRO MARIA [Tutorías ] | GIL DEL VAL, ALAIN (Resp) [Tutorías ] | ||||
Módulo/Materia
Módulo de formación común industrial. Materia M21. Termodinámica y Mecánica de Fluidos.
Descripción/Contenidos
Estudio de las leyes de la termodinámica, los ciclos termodinámicos y su aplicación para resolución de problemas propios de la ingeniería.
Competencias genéricas
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.
Resultados aprendizaje
Cuando termina la formación, el estudiante es capaz de:
- R1 - Expresar y comunicar ideas y sistemas relacionados con la termodinámica.
- R2 - Plantear sistemas y realizar proyectos sobre instalaciones energéticas, básicas.
- R3 - Adquirir conocimiento en materias energéticas, que le capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.
- R4 - Dominar los cálculos de sistemas termodinámicos.
- R5 - Entender y elaborar documentación técnica profesional, en el contexto de las actividades relacionadas con termodinámica.
Metodología
| Metodología - Actividad | Horas Presenciales | Horas no Presenciales |
| A-1 Clases teóricas | 39 | |
| A-2 Prácticas | 15 | |
| A-3 Debates, puestas en común, tutoría grupos | 10 | |
| A-4 Elaboración de trabajo | 5 | |
| A-5 Lecturas de material | 9 | |
| A-6 Estudio individual | 60 | |
| A-7 Exámenes, pruebas de evaluación | 6 | |
| A-8 Tutorías individuales | 6 | |
| Total | 60 | 90 |
Evaluación
| Resultado de aprendizaje | Sistema de evaluación | Peso (%) | Carácter recuperable |
| R1, R2, R3 |
Prueba de evaluación continua (PEC) PEC1 (Temas 1 y 2) |
5% | Sí |
| R1, R2, R3 | PEC2 (Temas 3 y 4) | 10% | Sí |
| R1, R2, R3 | PEC3 (Temas 5 y 6) | 10% | Sí |
| R1, R2, R3 | PEC4 (Temas 8) | 5% | Sí |
| R1, R2, R3 | PEC5 (Temas 9 y 10) | 10% | Sí |
| R1, R2, R3 | Examen final | 60% | Sí |
| R4, R5 | Prácticas * | 0% | No |
* la nota de prácticas será apto/no apto. No tendrá impacto en la nota final, pero sin su realización no se puede realizar el examen.
A lo largo del curso se propondrá la realización de diversas actividades. Las actividades serán la resolución y discusión de problemas donde se apliquen los conocimientos teóricos de la materia.
Además se fomentará el debate, previo estudio personal de la materia por parte del alumno, buscando la participación activa de los alumnos en las clases de carácter teórico-práctico en las que se discutirán los conceptos teóricos que se encuentran en los problemas propuestos.
El sistema de evaluación consta de los siguientes apartados:
- A lo largo del semestre se evaluarán los conocimientos adquiridos hasta el momento, mediante la realización de cuatro pequeñas pruebas de evaluación continua (PEC) que se realizarán en ordenador. PEC1 y PEC4 tendrán un valor de 0,5 sobre 10 puntos cada uno de la calificación final y los PEC2, PEC3 y PEC5 tendrán un valor de 1 sobre 10 puntos cada uno de la calificación final . Al finalizar la evaluación continua, los alumnos tendrán evaluados 4 de los 10 puntos de la calificación final. Las pruebas PEC recogerán el siguiente temario: PEC1 (Temas 1 y 2), PEC2 (Temas 3 y 4), PEC3 (Temas 5 y 6), PEC4 (Temas 8) y PEC5 (Temas 9 y 10). La nota de corte de las pruebas PEC será de 2 o superior sobre 4 puntos para poder acceder al examen final ordinario teórico-práctico.
El resto de la calificación, el 6 sobre 10 puntos se alcanzará en el examen final ordinario teórico-práctico. Para calcular la nota final, el resultado de este examen final ordinario deberá ser 3 o superior, sobre 6 puntos de la calificación del examen final ordinario. La nota final será la suma de la nota de las pruebas de evaluación continua (4 sobre 10 puntos) y la nota del examen final ordinario (6 sobre 10 puntos). Para aprobar la asignatura será necesario obtener una calificación de 5 o superior, sobre 10 puntos en la nota final de la asignatura.
- Para finalizar el sistema de evaluación, se hará un examen final de recuperación teórico-práctico, que podrán presentarse todos aquellos alumnos que no hayan aprobado la asignatura en el periodo de evaluación continua o deseen subir nota.
Este examen final de recuperación constará de dos partes: la primera parte se realizará en el ordenador y será similar a las pruebas de evaluación continua (4 sobre 10 puntos). La nota de corte de esta primera parte será de 2 o superior sobre 4 puntos para poder acceder a la segunda parte del examen final de recuperación teórico-práctico. La segunda parte será similar al examen final ordinario teórico-práctico (6 sobre 10 puntos). Para calcular la nota final, el resultado de este examen final de recuperación deberá ser 3 o superior, sobre 6 puntos de la calificación del examen final de recuperación. La nota final será la suma de ambas partes y se deberá tener una nota de 5 o superior, sobre 10 puntos en la nota final de la asignatura.
En todas las evaluaciones: PEC y exámenes finales -ordinario y de recuperación- el puntaje de los problemas se otorgará sólo si se logra resolver numéricamente el problema hasta llegar a la solución final. Las cuestiones teóricas se corregirán en función de los apartados del libro guía de la asignatura, por lo que es obligatorio basar el estudio y el aprendizaje en dicho material.
Las prácticas de Laboratorio son obligatorias para el alumno. La no realización de las mismas, implicará la no evaluación del estudiante (R4 y R5).
A lo largo del curso se impartirá un seminario de un programa informático, llamado Refpropmini y que permite calcular las propiedades termodinámicas de una sustancia, del National Institute of Standards and Technology del Gobierno de los Estados Unidos. Este seminario será voluntario. Sin embargo, el programa se podrá utilizar en las pruebas PEC; en concreto, PEC4 (Tema 8) y PEC5 (Temas 9 y 10).
Solamente aquellos alumnos que no se hayan presentado a ninguno de los dos exámenes finales constarán en el acta como no presentados.
Temario
Tema 1 Conceptos fundamentales. Principio 0 (Temperatura): Definición y descripción de sistemas, propiedades: volumen específico, presión, definición de temperatura, escala de temperaturas.
Tema 2 Energía y primer principio: Concepto mecánico de la energía, energía transferida mediante trabajo, energía de un sistema, transferencia de energía por calor, balance de energía para sistemas cerrados, análisis energético de ciclos.
Tema 3 Propiedades termodinámicas de la sustancia pura, simple y compresible: Definición del estado termodinámico, relación p-v-T, cálculo de las propiedades termodinámicas, gráfica generalizada de compresibilidad, modelo de gas ideal, energía interna, entalpía y calores específicos y cálculo de las variaciones de energía interna y entalpía de un gas ideal.
Tema 4 Análisis energético de volumenes 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 y análisis de transitorios.
Tema 5 Segundo principio de la termodinámica: utilización y formulaciones del segundo principio, identificación de irreversibilidades, aplicación del segundo principio a los ciclos termodinámicos, escala Kelvin de temperatura, medidas del rendimiento máximo para ciclos que operan entre dos reservorios y ciclo Carnot.
Tema 6 Entropía: Desigualdad de Clausius, definición de variación de entropía, cálculo de los valores de entropía para una sustancia pura, simple y compresible y un para un gas ideal, variación de la entropía en procesos internamente reversibles, balance de entropía para sistemas cerrados y volumenes de control, procesos isoentrópicos, rendimientos isoentrópicos de turbinas, toberas, compresores y bombas, transferencia de calor y trabajo en procesos de flujo estacionario internamente reversible.
Tema 8 Ciclos de potencia de vapor: instalaciones de potencia de vapor, análisis de instalaciones de potencia de vapor: ciclo Rankine, mejoras de funcionamiento: sobrecalentamiento y recalentamiento, mejoras de rendimiento: ciclo de potencia regenerativo.
Tema 9 Ciclos de potencia de gas: Motores de combustión interna: Terminología de motores, ciclo Otto de aire-estandar y aire estandar frío, ciclo Diesel de aire estandar y aire estandar frío y ciclo dual de aire estandar y aire estandar frío. Centrales eléctricas de turbina de gas: ciclo Brayton de aire estandar, turbinas de gas regenerativas, turbinas de gas regenerativas con recalentamiento y refrigeración. Turbinas de gas para propulsión aerea y ciclo combinado turbina de gas-ciclo de vapor.
Tema 10 Ciclos de refrigeración: Sistemas de refrigeración con vapor y análisis de los sistemas de refrigeración por compresión de vapor.
Prácticas de laboratorio: Acercamiento al punto crítico de una sustancia pura, simple y compresible.
Bibliografía
Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.
Bibliografía básica:
- Moran M.J.; Shapiro H.N., Fundamentos de Termodinámica Técnica, Ed. Reverté, 2ª ed.
- Cengel. A. Y.; Boles. A.M., Termodinámica, Ed. McGraw-Hill, 5ºed.
- Gil Del Val, A., Manual básico de Refpropmini. (compartido en MiAulario).
Bibliografía complementaria:
- Russell. D.L.; Adebiyi. A.G. Termodinámica Clásica, Addison-Wesley Iberoamericana, Florida 1993
- Jones. B.J.; Dugan. E. R. Ingeniería Termodinámica, Prentile-Hall Hispanoamericana, S.A. México 1997
- Sala Lizarraga J.M. Termodinámica Fundamental, Tomos I y II, Ed. Boan S.A., 1987
- Aguilar Peris, Curso De Termodinámica, Alhambra Universidad
- Segura, Termodinámica Técnica, Reverte
- Wark, Termodinámica, Mcgraw-Hill
- Baehr, Tratado Moderno De Termodinámica, Tecnilibro
Problemas
- Juan José Aguas Alcalde, 101 Problemas Resueltos De Ingeniería Térmica, Ediciones Ulzama
- Sala Lizarraga Y Jiménez Montalvo, Prob. De Termodinámica, Universidad De La Rioja
- Lumbroso, Termodinámica: 100 Ejercicios Y Problemas, Reverte
Lugar de impartición
Clases de Teoría y clases de prácticas de problemas: Edificio del Aulario de la Universidad Pública de Navarra.
Clases de prácticas de Laboratorio: Laboratorio de Termotecnia, en el Edificio de los Pinos de la Universidad Pública de Navarra.