Datos Identificativos 2013/14
Asignatura (*) CALOR E FRIO INDUSTRIAL/REFRIG Código 730G04020
Titulación
Grao en enxeñaría en Tecnoloxías Industriais
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Grao 2º cuadrimestre
Terceiro Obrigatoria 6
Idioma
Castelán
Prerrequisitos
Departamento Construcións Navais
Enxeñaría Naval e Oceánica
Coordinación
Arce Ceinos, Alberto
Correo electrónico
alberto.arce@udc.es
Profesorado
Arce Ceinos, Alberto
Lamas Galdo, Isabel
Correo electrónico
alberto.arce@udc.es
isabel.lamas.galdo@udc.es
Web
Descrición xeral

Competencias do título
Código Competencias da titulación

Resultados de aprendizaxe
Competencias de materia (Resultados de aprendizaxe) Competencias da titulación
Aportar al alumno los fundamentos de la transmisión de calor e introducirle en el equipo básico implicado en esta operación. Asentar y completar los conocimientos del alumno sobre conducción y convección de calor, incorporar el estudio de la radiación como mecanismo de transporte. Estudiar los fundamentos de la transmisión de calor en flujo externo e interno de fluidos para su posterior aplicación a operaciones basadas en la mecánica de fluidos. Dar una visión global de los equipos de intercambio de calor de uso industrial, y capacitar al alumno para realizar el diseño de algunos equipos sencillos. A1
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Utilización de las fuentes de conocimientos de transmisión de calor y su importancia en procesos industriales más usuales, y desarrollo de una capacidad de trabajo autónomo a partir de las mismas. Utilización de la informática, programas de texto y hojas de cálculo (Microsoft Excel y EES). Utilización del principal idioma en la utilización de fuentes, el inglés. Desarrollo de la capacidad de abstracción y modelización, con la utilización de equipos de transmisión de calor en la representación y apreciación de la realidad de los procesos industriales que envuelvan transmisión de calor. Fomentar el trabajo individual y en grupo de los alumnos. A1
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Contidos
Temas Subtemas
1. Introducción a la transmisión de calor 1.1. Historia
1.2. Aplicaciones
1.3. Fundamentos
1.4. Leyes constitutivas ó fenomenológicas
1.4.1. Conducción de calor
1.4.2. Convección de calor
1.4.3. Radiación térmica
1.5. Condiciones de contorno en la superficie de un sólido

Problemas
2. Conducción de calor estacionaria unidimensional 2.1. Ecuación general de conducción de calor
2.2. Pared plana
2.3. Resistencia térmica de contacto
2.4. Conducción con generación interna
2.5. Problemas en coordenadas cilíndricas
2.6. Problemas en coordenadas esféricas
2.7. Aletas
2.7.1. Ecuación general de aletas unidimensionales
2.7.2. Aletas de sección transversal constante
2.7.3. Transferencia de calor por la aleta
2.7.4. Eficiencia de aleta
2.7.5. Longitud corregida
2.7.6. Eficiencia global de una superficie aleteada
Problemas
3. Conducción de calor estacionaria
en dos y tres dimensiones
1. Introducción
2. Métodos analíticos
3. Métodos gráficos
4. Métodos numéricos
5. Resolución de sistemas de ecuaciones algebraicas:
5.1. Método de inversión de matrices
5.2. Método Iterativo de Gauss-Siedel
5.3. Método de Relajación
Problemas
4. Conducción de calor no estacionaria 4.1. Análisis simplificado
4.2. El sólido semi-infinito
4.2.1 Contacto entre dos sólidos semi-infinitos
4.3. Conducción transitoria unidimensional
Problemas
5. Convección en flujo exterior 5.1 Capa Límite
5.1.1. Ecuaciones integrales en la capa límite–placa plana
5.2. Método Integral-placa plana
5.2.1. Capa límite hidrodinámica
5.2.2. Capa límite térmica
5.2.3. Analogía de Colburn
5.2.4. Resumen de las correlaciones
5.3 Capa límite turbulenta-placa plana
5.3.1. Capa hidrodinámica
5.3.2. Capa térmica
5.4. Flujo exterior a cilindros
5.5. Resumen de las correlaciones para flujo exterior
Problemas
6. Convección en flujo interior 6.1. Región de entrada
6.2. Región de entrada térmica
6.3. Flujo laminar desarrollado
6.3.1. Velocidad y coeficiente de rozamiento
6.3.2. Transferencia de calor
6.4. Flujo turbulento
Problemas
7. Convección con cambio de fase 7.1. Introducción
7.2. Ebullición
7.2.1. Curva de ebullición
7.3. Condensación
7.3.1. Condensación en película
7.3.2. Condensación en gotas
8. Intercambiadores de calor
8.1. Introducción
8.2. Tipos de intercambiadores
8.3. Coeficiente global de transferencia de calor
8.4. Diferencia media de temperaturas logarítmica
8.5. Número de Unidades de Transferencia, NUT
Problemas
9. Radiación térmica
9.1. Introducción
9.2. Conceptos básicos
9.3. El cuerpo negro
9.4. Superficies reales
9.5. La ley de Kirchoff
9.6. Transferencia de calor por radiación entre superficies-Introducción
9.7. Álgebra de los factores de forma
9.8. Intercambio de calor entre dos superficies
9.9. Envoltorios de superficies negras
9.10. Envoltorios de “N” superficies difusas, grises, opacas e isotérmicas
9.11. Blindajes de radiación
9.12. Transferencia simultánea de calor por convección y radiación
9.13. Transferencia de calor por radiación con medio participante
Práctica 1. Medición de la temperatura Familiarización con distintos dispositivos de medida de temperatura: Termómetro de bulbo, bourdon, expansión metálica, termopar, termistor y PT100
Medición de la temperatura de la mezcla agua-hielo y agua en ebullición
Práctica 2. Estudio de la conducción de calor
Comprobación de la Ley de Fourier de conducción aplicada a una pared plana con un gradiente lineal de temperatura
Práctica 3. Determinación de la conductividad de un sólido Determinación de la conductividad térmica de distintos materiales a partir de la Ley de Fourier de conducción estacionaria aplicada a una pared plana.
Práctica 4. Convección en flujo exterior en un cilindro Estudio del desprendimiento de la capa límite de un fluido en circulación sobre la superficie de un cilindro observando la temperatura sobre la superficie cilíndrica
Práctica 5. Estudio de un intercambiador de carcasa y tubos Estudio del coeficiente integral de transmisión de calor para diferentes condiciones de operación y su variación con la diferencia de temperaturas media logarítmica
Comparación con intercambiador de placas
Práctica 6. Estudio de un intercambiador de placas
Estudio del coeficiente integral de transmisión de calor para diferentes condiciones de operación y su variación con la diferencia de temperaturas media logarítmica
Comparación con intercambiador de carcasa y tubos

Planificación
Metodoloxías / probas Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral 20 24 44
Solución de problemas 23 30 53
Prácticas de laboratorio 11 15 26
Prácticas a través de TIC 11 15 26
 
Atención personalizada 1 0 1
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral Clase maxistral / Proba escrita
Solución de problemas Resolución de problemas propostos / Proba escrita
Prácticas de laboratorio Realización de ensaios no laboratorio / Entrega de informe
Prácticas a través de TIC Prácticas EES / Entrega de informe

Atención personalizada
Metodoloxías
Prácticas de laboratorio
Solución de problemas
Prácticas a través de TIC
Sesión maxistral
Descrición
Tutorías y consulta en correo electrónico

Avaliación
Metodoloxías Descrición Cualificación
Prácticas de laboratorio Entregar informe 10
Solución de problemas Proba escrita 60
Prácticas a través de TIC Entregar informe 10
Sesión maxistral Proba escrita 20
 
Observacións avaliación

Fontes de información
Bibliografía básica Incropera, F. P. e DeWitt, D. P., (1999). Fundamentos de Transferencia de Calor y Materia 5ª Ed. Pearson Eduación
Sáiz Jabardo, J.M., Arce Ceinos, A., Lamas Galdo, M.I. (2012). Transferencia de Calor. Universidade da Coruña
Mills, A.F. (1996). Transferencia de Calor, 1ª Ed. Irwin

Apuntes da asignatura

*
Bibliografía complementaria


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Traballo Fin de Grao/730G03068

Materias que se recomenda cursar simultaneamente
MECÁNICA DE FLUÍDOS/730G03018

Materias que continúan o temario
TERMODINÁMICA/730G03014

Observacións


(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías