Datos Identificativos 2014/15
Asignatura (*) Máquinas Térmicas Código 770511540
Titulación
EnxeñeiroTécnico Industrial-Especialidade en Electricidade
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
1º e 2º Ciclo 1º cuadrimestre
Primeiro-Segundo-Terceiro Optativa 4.5
Idioma
Castelán
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría Naval e Oceánica
Coordinación
Calvo Diaz, Jose Ramon
Correo electrónico
jose.ramon.calvo@udc.es
Profesorado
Calvo Diaz, Jose Ramon
Correo electrónico
jose.ramon.calvo@udc.es
Web
Descrición xeral Atendiendo a los descriptores publicados en el B.O.E. 7 julio 1988 que refleja los contenidos: Turbinas de vapor y gas. Motores de combustión interna alternativos. Generadores de vapor.

Asignatura optativa es ofertada a los alumnos de Ingenieria Tecnica Industrial en las especialidades de Electricidad y Electronica Industrial y tiene como objetivo:

* Formar al alumno en el conocimiento de las máquinas térmicas como elementos transformadores de energia en la industria.

* Establecer los principios de funcionamiento de estas máquinas tanto en las de combustión interna como combustion externa. Quedan excluidas las máquinas térmicas de ciclo inverso "máquinas frigoríficas" por ser contenido de la asignatura: sistemas de climatizacion; ofertada por igual a las dos titulaciones.

* Analizar las transformaciones energeticas asi como los flujos de energia, consumos energeticos y rendimientos.

* Familiarizar al alumno con los componentes que conforman estas maquinas y justificar su funcion.


Competencias do título
Código Competencias da titulación
A3 Deseñar, proxectar e construír calquera obra, sistema, compoñente ou proceso que deba cumprir certas necesidades e/ou requirimentos, coñecendo e aplicando a lexislación e normativa vixente.
A6 Identificar, formular e resolver problemas de enxeñaría.

Resultados de aprendizaxe
Competencias de materia (Resultados de aprendizaxe) Competencias da titulación
Conocer los principios de funcionamiento de los motores térmicos atendiendo a su constitución y transformaciones energéticas realizadas A3
Seleccionar la máquina termica mas adecuada a un fin deteminado A6
Realizar análisis dinámico de los motores térmicos evaluando resultados en su campo de aplicación. A6

Contidos
Temas Subtemas

TEMA 1.- Introducción a los motores de combustión interna

1.1 Concepto de energia y masa; máquina y máquina térmica
1.2 Clasificación de las máquinas térmicas atendiendo a los diferentes aspectos: ciclo termodinámico, sistemas de renovación de la carga, fluido activo, construcción mecánica, etc.
1.3 Evolución histórica de las máquinas térmicas. Patentes y máquinas construidas. Ciclos vigentes en la actualidad: Brayton, Otto, Diesel y Sabathe.
1.4 Relaciones dimensionales básicas en los motores de combustión interna. Descripción de los diferentes elementos constructivos.

TEMA 2.- Termodinámica aplicada a los motores de combustión interna
2.1 Leyes que rigen el comportamiento de los gases ideales
2.2 Ciclo de Carnot. Ciclos ideales de los motores de combustión interna.
2.3 Análisis y valoración del rendimiento térmico y comparación entre los diferentes ciclos.
TEMA 3.- Ciclos reales. Desviaciones del comportamiento ideal
3.1 Análisis comparativo de las diferentes evoluciones en los M.C.I.:renovación de la carga, compresión, combustión, expansión y escape en los motores de cuatro tiempos.
3.2 Desviaciones experimentadas por el fluido activo respecto al comportamiento ideal.
3.3 Valoración de las pérdidas en las diferentes evoluciones; rendimiento de llenado.
3.4 Obtención del diagrama real. Indicadores de diagrama
3.5 Diagramas cíclicos de distribución
3.6 Particularización a los M.C.I. de dos tiempos.
TEMA 4.- Trabajo y potencia 4.1 Medición de la superficie de diagrama. Obtención del trabajo.
4.2 Determinación de la potencia teórica y de la potencia indicada.
4.3 Potencia efectiva: Sistemas de medición de la misma y determinación de la potencia en el eje.
4.4 Valoración de los diferentes rendimientos: indicado, orgánico y efectivo.
TEMA 5.- Termoquímica de la combustión. 5.1 Tipos y características de los combustibles utilizados.
5.2 Determinación del poder calorífico; aire comburente y volumen de humos producido.
5.3 Proceso de la combustión; velocidad del frente de llama; balance de masas y energía.
5.4 Factores de diseño que afecta al frente de combustión
5.5 Combustión anormal: factores de que depende.
TEMA 6.- Métodos para la renovación de la carga en los M.C.I.
6.1 motores de explosión o encendido provocado
6.1.1 Carburación: características y transformación experimentadas por el fluido activo; tiempo de vaporización y requisitos del motor; sistemas mecánicos utilizados atendiendo a los elementos constructivos y análisis de los diferentes circuitos.
6.1.2 Inyección de gasolina: sistemas utilizados y disposición de elementos.
6.2 Motores Diesel o encendido por compresión
6.2.1 Inyección hidráulica y mecánica: análisis comparativo
6.2.2 Fases de la inyección y transformaciones experimentadas por el combustible.
6.2.3 Inyección rectangular y triangular
6.2.4 Bombas alternativas y rotativas: elementos principales, función de los mismos y sistemas de regulación.
6.2.5 Inyectores: disposición elementos y función de los mismos.
6.2.6 Funciones y requisitos del sistema de inyección
TEMA 7.- Sobrecarga en los M.C.I. 7.1 Métodos de sobrecarga.
7.2 Determinación de la potencia obtenida con sobrecarga.
7.3 Principales sistemas adoptados: transversal, longitudinal y en lazo.
BLOQUE A MOTORES DE COMBUSTION INTERNA
BLOQUE B MOTORES DE COMBUSTIÓN EXTERNA
TEMA 8.- Fundamentos físicos Estado termodinámico de un sistema. Calculo de las propiedades de un sistema y sus relaciones. Ejercicios y Problemas
TEMA 9.- Análisis energético de sistemas abiertos Conservación de la masa en un sistema abierto. Conservación de la energía para un sistema abierto. Análisis en estado estacionario y transitorio. Ejercicios problemas
TEMA 9.- Ciclo de Rankine Instalaciones de vapor. Ciclo de Ideal de Rankine. Mejoras del ciclo de Rankine. Ciclo real. Análisis energético. Análisis energético.Rendimiento térmico. Ejercicios y problemas
TEMA 10.- Clasificación fundamental de las turbinas Turbina de acción, reacción, axiales, radiales y mixtas
TEMA 11.- Grado de reacción Definición
TEMA 12.- Perdidas y rendimientos Tipos de perdidas. Rendimiento interno de un escalonamiento. Rendimiento interno de la turbina
TEMA 13.- Ecuación de Euler Triangulos de velocidades. rendimiento interno
TEMA 14.- Turbinas de acción Triangulos de velocidades. Rendimiento interno y condiciones de diseño. escalonamientos de velocidad. Escalonamientos de presión
TEMA 14.- Turbinas de reacción Triangulos de velocidades. Rendimiento Interno y condiciones de diseño
TEMA 15.- Comparación entre las turbinas de acción y reacción Numero de escalonamientos. Perdidas por rozamiento de flujo. Perdida por velocidad de salida. Perdida por rozamiento de disco. Perdida por ventilación. Perdidas intersticiales. Empuje axial.Limitación de lapotencia
BLOQUE C CALDERAS DE VAPOR
TEMA 16.- Clasificación y tipos de calderas Clasificación según la disposición de los fluidos, tipo de circulación, operación y temperatura. Calderas acuotubulares y pirotubulares.
TEMA 17.- Circuito de agua Tratamiento del agua. purgas de calderas. Bomba y regulación de caudal
TEMA 18.- Circuitos de vapor y condensados. Recuperación de calor. Economizadores. Calentadores de aire.Prevención de arrastres de vapor. Recalentadores y sobrecalentadores.
TEMA 20.- Circuitos de aire y gases Ventiladores. Conductos. Chimeneas. Regulación del caudal de aire.
TEMA 21.- Elementos de medida seguridad y control Medida de temperatura, presión, nivel de agua, caudal de vapor, composición de gases. Control de presión, nivel de agua. Alarmas
TEMA 22.- Rendimiento de una caldera Metodo directo y de perdidas. Factores que afectan al rendimiento

Planificación
Metodoloxías / probas Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Proba mixta 2 88 90
 
Atención personalizada 22.5 0 22.5
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Proba mixta Se evaluan los conocimientos adquiridos por el alumno mediante prueba corta de conceptos y resolución de ejercicios prácticos

Atención personalizada
Metodoloxías
Proba mixta
Descrición
En base a las mediciones realizadas, el alumno necesita orientación para fijar los parámetros iniciales de los trabajos tutelados, así como en el desarrollo e implementación en el software disponible.

Avaliación
Metodoloxías Descrición Cualificación
Proba mixta Evaluación escrita de los conocimientos adquiridos por el alumno 100
 
Observacións avaliación

Fontes de información
Bibliografía básica José R. Calvo (). Apuntes de clase. Facultad Virtual
Molina, Alonso (1996). Calderas de vapor en la industria. Cadem
Gordon P. Blair (1999). Design and Simulation of Four-Stroke Engines. Hardbound
Andrei Makarchouk (2002). Diesel Engine Engineering. New York. Marcel Dekker, Inc
Doug Woodyard (1999). Marine diesel engines. Great Britain. Butterworth Heinemann
Enrique Casanova Rivas (2000). Principios de Máquinas Marinas para la propulsión de buques. Rosalia de Castro, 45 Santiago. Tórculo Artes Gráficas S.A.L.
José Agüera Soriano (1999). Termodinámica Lógica y Motores Térmicos. Editorial Ciencia 3
IDAE (1988). Uso eficiente de la energía en calderas. IDAE

Bibliografía complementaria


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Física/770511101
Matemáticas I/770511102
Fundamentos de Informática/770511104
Expresión Gráfica/770511105
Química/770511108
Teoria de Mecanismos e Estructuras/770511205
Matemáticas II/770511209
Ampliación de Química/770511503
Transmisión de Calor/770511553
Inglés/770511556

Materias que se recomenda cursar simultaneamente
Regulación Automática/770511204
Mecánica de Fluídos e Termodinámica/770511210

Materias que continúan o temario
Proxecto fin de Carreira/770511310

Observacións
Quedan excluidas de esta asignatura las máquinas térmicas de ciclo inverso. Los contenidos correspondientes a este tipo de máquinas se cursan en la asignatura Sistemas de Climatización


(*)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