Gestión Académica

Esta asignatura pertenece al módulo Común a la Rama Industrial, dentro de la materia Energía y Medio Ambiente, y se imparte en el primer semestre del segundo curso de la titulación. Su carácter es Obligatorio, ya que en ella se presentan conceptos y competencias imprescindibles para la formación de un graduado en ingeniería, tanto para el estudio de asignaturas posteriores, como para su ejercicio profesional como ingeniero.

En este sentido, la asignatura resulta indispensable para la producción de graduados con una sólida base teórica y experimental, cuyas experiencias analíticas, de diseño y de laboratorio resulten atractivos para la industria. Los conocimientos adquiridos son fundamentales en materias tales como plantas de producción de potencia, automoción, calor y frío, ingeniería medioambiental, fuentes alternativas de energía, etc.

La asignatura comprende 150 horas de trabajo personal del alumno, de las cuales aproximadamente un 40% se corresponden con sesiones presenciales (clases expositivas, prácticas, seminarios, uso del Campus Virtual y sesiones de evaluación) y un 60% con trabajo no presencial (uso del Campus Virtual y trabajo personal).

Los contenidos de la asignatura se estructuran en dos bloques:

Bloque I: Termodinámica aplicada

Aplicación de los principios de la termodinámica a máquinas y motores térmicos.

Ciclos de vapor. Ciclos de gas. Ciclos combinados. Ciclos frigoríficos.

Bloque II: Conceptos básicos de transmisión de calor

Análisis de la conducción en régimen permanente y régimen variable. Convección. Radiación.

Mecanismos combinados de transmisión de calor.

Para cursar esta asignatura es muy recomendable que el alumno haya superado la asignatura Mecánica y Termodinámica, y tenga asimilados los conocimientos básicos de Cálculo, Algebra Lineal y Métodos Matemáticos que se imparten en primer curso.

En particular, deberá dominar los conceptos de termometría y calorimetría, así como la aplicación del primer y segundo principio a sistemas cerrados y ciclos termodinámicos simples.

Con esta asignatura se pretende que los estudiantes adquieran las siguientes competencias generales:

• 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 (CG3)
• Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad y razonamiento crítico (CG4)
• Capacidad de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Mecánica, tanto en forma oral como escrita, y a todo tipo de públicos (CG5)
• Conocimientos para la realización de mediciones, cálculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones, estudios, informes, planes de labores y otros trabajos análogos (CG6)
• Capacidad de analizar y valorar el impacto social y medioambiental de las soluciones técnicas (CG8)
• Capacidad para la prevención de riesgos laborales y protección de la salud y la seguridad de los trabajadores y usuarios (CG13)
• Honradez, responsabilidad, compromiso ético y espíritu solidario (CG14)
• Capacidad de trabajar en equipo (CG15)

 Como competencia específica de esta asignatura se adquirirán conocimientos de termodinámica aplicada y transmisión de calor: Principios básicos y su aplicación a la resolución de problemas de ingeniería (CC1)

Los resultados de aprendizaje que se obtendrán con esta asignatura son:

• Relacionar el ámbito de estudio de la Termodinámica y la Transferencia de Calor y conocer las aplicaciones más importantes de ambas disciplinas en el campo de la Ingeniería Térmica (RIT-1)
• Aplicar balances de masa, energía y entropía a diversos sistemas, entre los que se encuentran los principales equipos presentes en las plantas industriales (motores, turbinas, compresores, calderas, condensadores, etc.) (RIT-2)
• Conocer los equipos que integran los ciclos de producción de potencia (vapor, gas y combinados) y frigoríficos utilizados comúnmente en la industria y ser capaz de realizar su análisis termodinámico al objeto de valorar su eficiencia energética (RIT-3)
• Conocer las características principales y las leyes físicas fundamentales en las que se basan los tres mecanismos básicos de transferencia de calor (conducción, convección y radiación) (RIT-4)
• Expresar matemáticamente las ecuaciones que describen la transferencia de calor en un problema físico a partir de balances fundamentales (masa, cantidad de movimiento y calor) y de las leyes en las que se basan los mecanismos básicos (RIT-5)

BLOQUE I. TERMODINÁMICA APLICADA

Capítulo 1. Propiedades y Procesos en los Sistemas Termodinámicos

Lección 1: Conceptos básicos: Unidades de medida. Gases: ideal, real y de Van der Waals. Ecuaciones de estado. La sustancia pura: fases y diagramas. Propiedades de estado: determinación mediante el uso de tablas y/o ecuaciones de estado.

Capítulo 2. Principios básicos de la Termodinámica

Lección 2. Primer Principio de la Termodinámica. Criterio de signos. Aplicación a sistemas cerrados y abiertos en régimen permanente.

Lección 3. Segundo Principio de la Termodinámica. Definición entropía y aplicaciones. Generación de entropía. Rendimiento isentrópico de un equipo.

Capítulo 3. Máquinas Térmicas

Lección 4. La máquina térmica: tipos y rendimiento. El ciclo de Carnot: rendimiento térmico. Ciclos de máquinas térmicas operando como motores: rendimiento térmico.

Lección 5. Ciclos de potencia de gas: análisis del ciclo Brayton.

Lección 6. Ciclos de potencia de vapor: análisis del ciclo Rankine. Ciclo combinado.

Lección 7. La producción de frío en modo continuo mediante compresión de vapor de un refrigerante: análisis del ciclo Rankine inverso. La bomba de calor y su análisis.

BLOQUE II. CONCEPTOS BÁSICOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

Capítulo 4. Fundamentos de la transferencia de calor

Lección 8: Conceptos fundamentales, características de los mecanismos básicos de transferencia de calor y leyes básicas.

Capítulo 5. Conducción

Lección 9. Geometrías sencillas: pared plana, cilíndrica y esférica. Radio crítico de aislamiento.

Lección 10. Superficies adicionales: concepto, campo de temperaturas, eficiencia y coeficiente de disipación. Transferencia de calor a través de superficies aleteadas.

Lección 11. Transferencia de calor en configuraciones comunes: factor de forma en conducción.

Capítulo 6. Convección

Lección 12. Métodos de análisis en convección forzada y natural.

Lección 13. Utilización de correlaciones empíricas en convección forzada y natural.

Capítulo 7. Radiación

Lección 14. Fundamentos de radiación térmica. Propiedades radiativas. Cuerpo negro y cuerpo gris. Transferencia de calor por radiación entre dos superficies. Mecanismos combinados de transferencia de calor.

La metodología docente de la asignatura incluye un trabajo presencial y otro no presencial por parte del alumno.

Las sesiones presenciales se desarrollan en:

1. Clases expositivas y prácticas de aula, de 1 hora de duración cada una, en las que se presenta una visión general de los contenidos de cada tema, complementados con la resolución de problemas (28 horas de teoría y 14 horas de prácticas de aula).
2. Prácticas de laboratorio y seminarios, de 2 horas de duración cada una. Cada alumno realizará un total de 7 sesiones de este tipo, formando parte de la evaluación continua. Para la realización de las mismas es imprescindible que cada alumno lleve en papel el guión de la práctica que corresponda y que estará disponible en el Campus Virtual.
3. Tutorías grupales, de 2 horas de duración. Se impartirá una sesión al final del cuatrimestre, que también formará parte de la evaluación continua y se dedicará a la resolución de dudas y/o realización de actividades complementarias relacionadas con los temas tratados durante el curso.

Por otro lado, los estudiantes deben dedicar un cierto número de horas de trabajo no presencial a mejorar su comprensión de los contenidos de cada tema. Este trabajo incluye tanto actividades en el Campus Virtual (lectura de fundamentos teóricos, resolución de cuestionarios, participación en foros de debate, visionado de material adicional, etc.) como actividades de trabajo autónomo.

En las tablas adjuntas se recoge el número estimado de horas que los alumnos deben dedicar al estudio de cada parte de la asignatura, así como los porcentajes de presencialidad y no presencialidad sobre las horas totales. Al finalizar el curso, cada estudiante deberá haber dedicado un total de 150 horas a la preparación de la asignatura.

De forma excepcional, si las condiciones sanitarias lo requieren, se podrán incluir actividades de docencia no presencial. En cuyo caso, se informará al estudiantado de los cambios efectuados.

Convocatoria ordinaria: “evaluación continua”:

1. El examen presencial escrito será de 3-4 horas de duración. La puntuación mínima para hacer media con la parte de prácticas será de 3,5 puntos sobre 10. En caso de no alcanzar esta puntuación mínima, la calificación final de la asignatura será la obtenida en el examen escrito. El peso del examen escrito en la calificación final será de un 70%. La evaluación se corresponde con los resultados de aprendizaje RIT-1 a RIT-5. Queda totalmente prohibido el uso de calculadoras programables en los exámenes escritos.
2. Las prácticas, seminarios presenciales y tutorías grupales tendrán un peso en la calificación final del 30%. Se puntuarán las actividades que el alumno realice tanto en el aula de prácticas como en el Campus Virtual. La evaluación de esta parte también corresponde con los resultados de aprendizaje RIT-1 a RIT-5. La nota obtenida en esta parte será válida para las convocatorias del curso académico en el que se haya obtenido (enero, mayo y julio).

Convocatorias extraordinarias:

Aquellos alumnos que no hayan superado la asignatura mediante el proceso ordinario de evaluación, tendrán derecho a realizar la convocatoria extraordinaria, consistente en un examen escrito de 3-4 horas de duración (con un peso en la calificación final del 70%) y la nota obtenida en las prácticas, seminarios presenciales y tutorías grupales durante el curso (con un peso en la calificación final del 30%). La puntuación mínima en el examen escrito para hacer media con la parte de prácticas será de 3,5 puntos sobre 10. En caso de no alcanzar esta puntuación mínima, la calificación final de la asignatura será la obtenida en el examen escrito. La evaluación se corresponde con los resultados de aprendizaje RIT-1 a RIT-5. Queda totalmente prohibido el uso de calculadoras programables en los exámenes escritos.

Evaluación Diferenciada

La evaluación diferenciada en la asignatura Ingeniería Térmica consistirá en las siguientes pruebas:

1. Un examen final escrito que se realizará en la fecha oficial que la EPI programe para los demás alumnos de la asignatura. Esta prueba tiene un peso del 70% sobre la nota final de la asignatura.
2. Un examen final de prácticas que sustituye a la evaluación continua. Esta prueba constará de dos partes, una correspondiente a la evaluación de prácticas de ordenador y otra correspondiente a la evaluación de prácticas de laboratorio. Se realizará en la misma fecha que el examen final escrito oficial y tendrá una duración de 4 horas. Representa un 30% de la nota final de la asignatura.

(*) Si el examen escrito es en horario de mañana, el examen práctico será en horario de tarde, y al revés

De forma excepcional, si las condiciones sanitarias lo requieren, se podrán incluir métodos de evaluación no presencial. En cuyo caso, se informará al estudiantado de los cambios efectuados.

El alumno dispondrá en el Campus Virtual de material docente correspondiente a cada parte del temario y el necesario para la realización de las actividades propuestas. Además, deberá consultar la siguiente bibliografía:

Bibliografía básica:

• Termodinámica. Çengel & Boles. Editorial Mc Graw Hill.
• Transmisión de Calor. Apuntes. Prieto M.M., Suárez I. Ediuno

Bibliografía complementaria:

• Fundamentos de Termodinámica Técnica. Moran y Shapiro. Vol. I y II. Editorial Reverté, S.A.
• Transferencia de Calor y Masa. Çengel YA. McGraw-Hill. 3ª edición (2007)