Datos Identificativos 2015/16
Asignatura (*) Máquinas y motores térmicos marinos Código 730496017
Titulación
Mestrado Universitario en Enxeñaría Naval e Oceánica (plan 2012)
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Máster Oficial 1º cuatrimestre
Primero Obligatoria 4.5
Idioma
Castellano
Modalidad docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría Naval e Oceánica
Coordinador/a
Fernandez Feal, Maria Mercedes del Coro
Correo electrónico
coro.ffeal@udc.es
Profesorado
Fernandez Feal, Maria Mercedes del Coro
Correo electrónico
coro.ffeal@udc.es
Web
Descripción general Nesta asignatura se estudian os fundamentos para o diseño básico dos equipos propulsores do buque e da súa cámara de máquinas.

Competencias del título
Código Competencias del título
A4 Capacidad para analizar soluciones alternativas para la definición y optimización de las plantas de energía y propulsión de buques.
B1 Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
B2 Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio
B3 Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios
B4 Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones -y los conocimientos y razones últimas que las sustentan- a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
B5 Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
B6 Ser capaz de realizar un análisis crítico, evaluación y síntesis de ideas nuevas y complejas.
B7 Hablar bien en público
C1 Utilizar las herramientas básicas de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) necesarias para el ejercicio de su profesión y para el aprendizaje a lo largo de su vida.

Resultados de aprendizaje
Resultados de aprendizaje Competencias del título
Capacidad para analizar soluciones alternativas para la definición y optimización de las plantas de energía y propulsión de buques. Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio AM4
BM2
Capacidad para analizar soluciones alternativas para la definición y optimización de las plantas de energía y propulsión de buques. AM4
Utilizar las herramientas básicas de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) necesarias para el ejercicio de su profesión y para el aprendizaje a lo largo de su vida. CM1
Hablar bien en público BM7
Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios BM3
Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación BM1
Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades. BM4
Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo. BM5
Ser capaz de realizar un análisis crítico, evaluación y síntesis de ideas nuevas y complejas. BM6

Contenidos
Tema Subtema
1. MOTORES DIESEL-DESCRIPCIÓN Y CÁLCULOS 1.1 Reseña histórica y nomenclatura
1.2 Motor Otto
1.3 Motor Diesel
1.4 Motores de dos y cuatro tiempos
1.5 Conceptos de barrido y sobrealimentación
2. CICLOS TEÓRICOS 2.1 Generalidades
2.2 Ciclo a volumen constante
2.3 Ciclo a presión constante
2.4 Ciclo mixto
2.5 Comparación entre los valores de los rendimientos
3. CICLOS REALES 3.1 Indicadores
3.2 Ciclos reales de los motores de cuatro tiempos
3.3 Concepto de presión media indicada
3.4 Cálculo de la presión media indicada
3.5 Rendimientos indicado y relativo
3.6 Ciclos reales de los motores de dos tiempos

4.ADMISIÓN, COMPRESIÓN, COMBUSTIÓN,EXPANSIÓN. 4.1 Introducción al cálculo del ciclo real de un motor
4.2 Admisión
4.3 Presión y temperatura al final de la compresión
4.4 Reacciones químicas producidas en la combustión
4.5 Cantidad de aire necesario
4.6 Coeficiente de exceso de aire
4.7 Composición de los productos de la combustión
4.8 Coeficiente de cambio molar
4.9 Combustión con defecto de aire
4.10 Poder calorífico de un fuel
4.11 Ecuación termodinámica de la combustión
4.12 Capacidad calorífica de los gases
4.13 Presión máxima de combustión
4.14 Expansión
4.15 Fórmula de la presión media indicada
5. SOBREALIMENTACIÓN 5.1 La sobrealimentación como medio para aumentar la potencia
5.2 La sobrealimentación en los motores de cuatro tiempos
5.3 Sistemas de sobrealimentación
5.4 Diagramas teóricos y de indicador de un motor sobrealimentado
5.5 Efecto de la sobrealimentación sobre la potencia y el consumo específico del motor
5.6 Influencia conjunta de ciertos factores sobre la potencia y el consumo específico del motor sobrealimentado
5.7 Sobrealimentación en los motores de dos tiempos
5.8 Comparación entre la sobrealimentación mecánica y por turbo-soplante
5.9 El barrido en los motores de cuatro tiempos sobrealimentados
5.10 Factor de barrido
5.11 Temperatura de los gases de escape
5.12 Barrido en los motores de cuatro tiempos a velocidades bajas
6. SISTEMA DE INYECCIÓN. PROCESO DE LA INYECCIÓN Y LA COMBUSTIÓN 6.1 Inyectora o válvula de inyección
6.2 Bomba de inyección de combustible
6.3 Sistema de inyección monobloque
6.4 Materiales
6.5 Requerimientos básicos para la combustión
6.6 Desarrollo de la atomización
6.7 Ley caudal-tiempo
6.8 Proceso de la inyección
6.9 Cálculo del diámetro y la carrera de la bomba
6.10 Cálculo simplificado de una válvula de inyección
7. DINÁMICA DE LOS MOTORES DIESEL. PAR MOTOR Y VOLANTE DE INERCIA 7.1 Sistemas de masas del mecanismo biela-manivela
7.2 Ecuación del movimiento del sistema alternativo
7.3 Sistema de fuerzas derivado
7.4 Obtención de las fuerzas resultantes sobre la masas con movimiento alternativo
7.5 Diagrama de las fuerzas tangenciales
7.6 Fuerza tangencial media
7.7 par motor y par resistente
7.8 Volante de inercia
8. VIBRACIONES TORSIONALES DEL SISTEMA DE
CIGÜEÑALES-EJE DE COLA-HÉLICE
8.1 Vibraciones libres
8.2 Vibraciones forzadas
8.3 Amplitudes y tensiones a causa de las vibraciones en resonancia
9. EQUILIBRADO DEL MOTOR 9.1 Fuerzas y momentos transmitidos al polín del motor
9.2 Equilibrado de las fuerzas de inercia de primer orden
9.3 Determinación de la resultante de las fuerzas de inercia de primer orden en motores policilíndricos
9.4 Determinación de la resultante de las masas con movimiento alternativo
9.5 Composición de las fuerzas de inercia
9.6 Momentos de las fuerzas de inercia
9.7 Composición de los momentos y fuerzas de inercia de las masa rotativas
9.8 Composición de los momentos de las fuerzas de inercia de primer y segundo orden de las masa con movimiento alternativo
9.9 Disposición de cigüeñales mas utilizados y valores de las fuerzas de inercia
10. APLICACIÓN DEL ESTUDIO DE LA DINÁMICA DEL MOTOR DIESEL AL DISEÑO DE LA CÁMARA DE MÁQUINAS 10.1 Fuerzas y momentos que producen vibraciones en el casco del buque
10.2 Vibración del buque
10.3 Vibraciones libres propias del casco del buque
10.4 Vibraciones forzadas del buque
10.5 Medidas a tomar durante el proyecto del buque para evitar vibraciones
10.6 Aislamiento y amortiguación de vibraciones
11. INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LAS CALDERAS DE VAPOR MARINAS. DESCRIPCIÓN DE ALGUNOS TIPOS DE CALDERAS 11.1 Clasificación
11.2 Transmisión de calor en las calderas
11.3 Circulación del agua en la caldera
11.4 Breve descripción de las calderas acuatubulares
12. TURBINAS DE VAPOR. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DE LAS TURBINAS DE VAPOR 12.1 Definiciones. Conversión de la energía térmica en cinética. La tobera real y la ideal. Perfil de las toberas. Conversión de la energía cinética en energía mecánica
13. ESTUDIO ELEMENTAL DE LAS ETAPAS DE ACCIÓN Y DE REACCIÓN 13.1 Estudio de la etapa de acción con ángulos positivos o negativos
13.2 Trabajo realizado por una etapa de acción
13.3 Pérdidas adicionales en una etapa de acción
13.4 Etapa Curtis
13.5 La admisión parcial en las primeras etapas de una turbina de acción
13.6 Etapas de reacción con ángulos positivos o negativos
13.7 Pérdidas adicionales en una etapa de reacción
13.8 Evolución del vapor en las etapas de reacción
13.9 Comparación entre las etapas de acción y reacción
14. TURBINAS DE GAS. PRINCIPIOS FUNDAMENTALES 14.1 Principios básicos
14.2 Disposición general de los principales componentes de una turbina de gas para la propulsión de un buque
14.3 Clasificación general de la turbomáquinas
14.4 Ciclo de Brayton aplicado a las turbinas de gas
14.5 Generalidades sobre los compresores utilizados con las turbinas de gas
15. COMPRESORES DE FLUJO RADIAL 15.1 Tipos y características de funcionamiento
15.2 Funcionamiento del compresor de flujo radial acoplado a la turbina de gas
15.3 Diagrama de funcionamiento
15.4 Breve análisis del funcionamiento del compresor de flujo radial
16. COMPRESORES DE FLUO AXIAL 16.1 Definiciones y consideraciones básicas
16.2 Comparación del compresor de flujo con la turbina de reacción
16.3 Grado de reacción en una etapa de un compresor de flujo axial
16.4 Cálculo del trabajo y de la elevación de presión
16.5 Diagrama de funcionamiento
16.6 Breve análisis del funcionamiento del comprsoe de flujo axial

Planificación
Metodologías / pruebas Competéncias Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Prueba mixta A4 B2 2 0 2
Sesión magistral A4 B1 B2 B5 20 30 50
Prácticas de laboratorio B2 B4 C1 2 1 3
Trabajos tutelados A4 B2 B3 B6 B7 C1 10 15 25
Solución de problemas B2 15 7.5 22.5
 
Atención personalizada 10 0 10
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Prueba mixta
Se contempla en este apartado la realización de un examen escrito sobre los conocimientos adquiridos en la materia que englobará aspectos teóricos y prácticos sobre la misma.
Sesión magistral Exposición oral complementada con el uso de medios audiovisuales y la introducción de algunas preguntas dirigidas a los estudiantes, con la finalidad de transmitir conocimientos y facilitar el aprendizaje.
Prácticas de laboratorio Visita a la Escuela de Especialidades de la Armada en Ferrol.

Metodología que permite que los estudiantes aprendan efectivamente a través de la realización de actividades de carácter práctico, tales como demostraciones, ejercicios, experimentos e investigaciones.
Trabajos tutelados Metodología diseñada para promover el aprendizaje autónomo de los estudiantes, bajo la tutela del profesor y en escenarios variados (académicos y profesionales)
Está referida prioritariamente al aprendizaje del "cómo hacer las cosas". Constituye una opción basada en la asunción por los estudiantes de la responsabilidad por su propio aprendizaje.
Este sistema de enseñanza se basa en dos elementos básicos: el aprendizaje independiente de los estudiantes y el seguimiento de ese aprendizaje por el profesor-tutor.
Solución de problemas Técnica mediante la la cual se tiene que resolver una situación problemática concreta, a partir de los conocimientos que se trabajaron, que puede tener más de una posible solución.

Atención personalizada
Metodologías
Prácticas de laboratorio
Solución de problemas
Trabajos tutelados
Descripción
Las prácticas se desarrollan en la Escuela de Especialidades de la Armada en Ferrol, con el auxilio del profesor de la asignatura, así como de un profesor de la Armada.

La atención personalizada implicará la tutorización y ayuda al alumno en la enseñanza y en la búsqueda de los recursos necesarios para plantear y resolver con éxito las tareas encomendadas a lo largo del tiempo en que se cursa la materia.

Evaluación
Metodologías Competéncias Descripción Calificación
Prueba mixta A4 B2 Dos pruebas parciales.

Cada una de las pruebas constará de una parte teórica (60%) y una parte práctica (40%).

Examen escrito, constará de dos partes:
1.- Cuestiones (preguntas cortas y/o tipo test).
2.- Resolución de problemas.
70
Sesión magistral A4 B1 B2 B5 La asistencia a clase se computará con hasta un 10% de la nota final.
La asistencia mínima para cómputo:60% de las clases, implicará 0,5 puntos.
10
Trabajos tutelados A4 B2 B3 B6 B7 C1 Realización de un trabajo sobre la temática de la asignatura a elección del alumno que deberá ser presentado oralmente ante el conjunto de la clase. Se evaluarála originalidad del tema elegido, la presentación y la defensa del mismo. 20
 
Observaciones evaluación

Fuentes de información
Básica CASANOVA RIVAS, ENRIQUE (2001). Máquinas para la propulsión de buques. Servicio Publicaciones UDC
CABRONERO MESAS, DANIEL (2003). Motores de combustión interna y turbinas de gas. GRÁFICAS BENAIGAS
WATSON, D.G.M. (2002). Practical Ship Design. ELSEVIER
MUÑOZ DOMINGUEZ, MARTA (2008). Problemas resueltos de motores térmicos y turbomáquinas térmicas.. Cuadernos UNED
LAMB, T (2003). Ship Design and Construction. S.N.A.M.E.

Complementária


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