Datos Identificativos 2016/17
Asignatura (*) Transmisión de calor Código 730G05022
Titulación
Grao en Enxeñaría Naval e Oceánica
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Grado 1º cuatrimestre
Tercero Obligatoria 4.5
Idioma
Castellano
Modalidad docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Construcións Navais
Enxeñaría Naval e Oceánica
Coordinador/a
Arce Ceinos, Alberto
Correo electrónico
alberto.arce@udc.es
Profesorado
Arce Ceinos, Alberto
Fernandez Feal, Maria Luisa
Lema Rodríguez, Marcos
Correo electrónico
alberto.arce@udc.es
luisa.ffeal@udc.es
marcos.lema@udc.es
Web
Descripción general Aportar ao alumno os fundamentos da transmisión de calor e introducirlo no equipo básico implicado nesta operación.
Asentar e completar os coñecementos do alumno sobre conducción e convección de calor, incorporar o estudo da radiación como mecanismo de transporte.
Estudiar os fundamentos da transmisión de calor en fluxo externo e interno de fluidos para a súa posterior aplicación a operacións basadas na mecánica de fluidos.
Dar unha visión global dos equipos de intercambio de calor de uso industrial, e capacitar ao alumno para realizar o diseño de algúns equipos sinxelos.

Competencias del título
Código Competencias del título
A14 Conocimiento de la termodinámica aplicada y de la transmisión del calor.
B1 Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio
B2 Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
B3 Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética
B4 Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado
B5 Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía
B6 Ser capaz de realizar un análisis crítico, evaluación y síntesis de ideas nuevas y complejas.
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.
C2 Desenvolverse para el ejercicio de una ciudadanía abierta, culta, crítica, comprometida, democrática y solidaria, capaz de analizar la realidad, diagnosticar problemas, formular e implantar soluciones basadas en el conocimiento y orientadas al bien común.
C3 Entender la importancia de la cultura emprendedora y conocer los medios al alcance de las personas emprendedoras.
C4 Valorar críticamente el conocimiento, la tecnología y la información disponible para resolver los problemas con los que deben enfrentarse.
C5 Asumir como profesional y ciudadano la importancia del aprendizaje a lo largo de la vida.
C6 Valorar la importancia que tiene la investigación, la innovación y el desarrollo tecnológico en el avance socioeconómico y cultural de la sociedad.

Resultados de aprendizaje
Resultados de aprendizaje Competencias del título
Proporcionar a los alumnos los conceptos básicos de transferencia de calor y presentar el equipo básico implicado en esta operación. Asentar y completar el conocimiento del alumno de condución y convección de calor, y también el estudio de la radiación como un mecanismo de transporte. Estudar los conceptos básicos de transferencia de calor de flujo externo e interno de fluídos para su posterior aplicación con base a operacións de mecánica de fluídos. Dar una visión general del equipo de intercambio de calor para uso industrial, y capacitar a los alumnos para realizar el proyecto de algunos equipos simples. A14
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Utilización de las fuentes de conocimentos 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. A14
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Contenidos
Tema Subtema
1. Introducción a la transmisión de calor Historia
Aplicaciones
Fundamentos
Leyes constitutivas o fenomenológicas
Conducción de calor
Convección de calor
Radiación térmica
Condiciones de contorno en la superficie de un sólido
Problemas
2. Conducción de calor estacionaria unidimensional Ecuación general de conducción de calor
Pared plana
Resistencia térmica de contacto
Conducción con generación interna
Problemas en coordinadas cilíndricas
Problemas en coordinadas esféricas
Aletas
Ecuación general de aletas unidimensionais
Aletas de sección transversal constante
Transferencia de calor por la aleta
Eficiencia de aleta
Longitud corregida
Eficiencia global de una superficie aleteada
Problemas
3. Conducción de calor estacionaria
en dos y tres dimensións
Introducción
Métodos analíticos
Métodos gráficos
Métodos numéricos
Resolución de sistemas de ecuacións algebraicas: Método de inversión de matrices. Método Iterativo de Gauss-Siedel. Método de Relajación
Problemas
4. Conducción de calor no estacionaria Análisis simplificada
El sólido semi-infinito
Contacto entre dos sólidos semi-infinitos
Conducción transitoria unidimensional
Problemas
5. Convección en flujo exterior Capa Límite
Ecuaciónes integrales en la capa límite–placa plana
Método Integral-placa plana
Capa límite hidrodinámica
Capa límite térmica
Analoxía de Colburn
Resumen das correlacións
Capa límite turbulenta-placa plana
Capa hidrodinámica
Capa térmica
Flujo exterior a cilindros
Resumen de las correlaciones para flujo exterior
Problemas
6. Convección en flujo interior Región de entrada
Región de entrada térmica
Flujo laminar desarrollado
Velocidad y coeficiente de rozamiento
Transferencia de calor
Flujo turbulento
Problemas
7. Convección con cambio de fase Introducción
Ebullición
Curva de ebullición
Condensación
Condensación en película
Condensación en gotas
8. Intercambiadores de calor
Introducción
Tipos de intercambiadores
Coeficiente global de transferencia de calor
Diferencia media de temperaturas logarítmica
Número de Unidades de Transferencia, NUT
Problemas
9. Radiación térmica
Introducción
Conceptos básicos
El cuerpo negro
Superficies reales
La ley de Kirchoff
Transferencia de calor por radiación entre superficies-Introducción
Álgebra de los factores de forma
Intercambio de calor entre dos superficies
Envoltorios de superficies negras
Envoltorios de “N” superficies difusas, grises, opacas e isotérmicas
Blindajes de radiación
Transferencia simultánea de calor por convección y radiación
Transferencia de calor por radiación con medio participante
10. Convección libre Introducción
Convección libre a lo largo de una pared vertical
Análisis integral de las capas límites
Capa límite turbulenta
Expresiones para otra geometrías
Placas horizontales o inclinadas
Cilindros horizontales
Cilindros verticales
Esferas
Otras geometrías
Superficies con aletas
Problemas resueltos
Práctica 1. Medición de la temperatura Familiarización con distintos dispositivos de medida de temperatura: Termómetro de bulbo, bourdon, expansión metálica, termopar, termistor e PT100
Medición de la temperatura da mezcla agua-hielo y agua en ebulición
Práctica 2. Estudio de la conducción de calor
Comprobación da Ley de Fourier de conducción aplicada a unha parede plana con un gradiente lineal de temperatura
Práctica 3. Determinación da conductividade dun 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 desprendemiento de 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 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 variación con la diferenza de temperaturas media logarítmica
Comparación con intercambiador de carcasa y tubos

Planificación
Metodologías / pruebas Competéncias Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Sesión magistral A14 B1 B2 B3 30 24 54
Solución de problemas A14 B1 B2 B4 B5 B6 C1 C2 C3 C4 C5 C6 22 30 52
Prácticas de laboratorio A14 B5 C6 11 30 41
Prácticas a través de TIC A14 B1 11 15 26
 
Atención personalizada 1 0 1
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Sesión magistral Exposición de la materia en clase
Solución de problemas Resolución de problemas expuestos por el profesor
Prácticas de laboratorio Prácticas de laboratorio relacionadas con conceptos de la asignatura
Prácticas a través de TIC Resolución de ejercicios utilizando el software EES

Atención personalizada
Metodologías
Prácticas de laboratorio
Prácticas a través de TIC
Sesión magistral
Solución de problemas
Descripción
Tutorías e consulta en correo electrónico

Evaluación
Metodologías Competéncias Descripción Calificación
Prácticas de laboratorio A14 B5 C6 Prácticas de laboratorio de conceptos relacionados con la asignatura 10
Prácticas a través de TIC A14 B1 Solución de problemas utilizando el software EES 10
Sesión magistral A14 B1 B2 B3 Exposición de la materia 24
Solución de problemas A14 B1 B2 B4 B5 B6 C1 C2 C3 C4 C5 C6 Solución de problemas propuestos por el profesor 56
 
Observaciones evaluación


Fuentes de información
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

*
Complementária


Recomendaciones
Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente
TERMODINÁMICA/730G03014

Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente
MECÁNICA DE FLUIDOS/730G03018

Asignaturas que continúan el temario
Trabajo Fin de Grado/730G03068

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