Identifying Data 2016/17
Subject (*) Transmisión de calor Code 730G05022
Study programme
Grao en Enxeñaría Naval e Oceánica
Descriptors Cycle Period Year Type Credits
Graduate 1st four-month period
Third Obligatoria 4.5
Language
Spanish
Teaching method Face-to-face
Prerequisites
Department Construcións Navais
Enxeñaría Naval e Oceánica
Coordinador
Arce Ceinos, Alberto
E-mail
alberto.arce@udc.es
Lecturers
Arce Ceinos, Alberto
Fernandez Feal, Maria Luisa
Lema Rodríguez, Marcos
E-mail
alberto.arce@udc.es
luisa.ffeal@udc.es
marcos.lema@udc.es
Web
General description 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.

Study programme competencies
Code Study programme competences
A14 Knowledge of the applied thermodynamics and of the transmission of the heat.
B1 That the students proved to have and to understand knowledge in an area of study what part of the base of the secondary education, and itself tends to find to a level that, although it leans in advanced text books, it includes also some aspects that knowledge implicates proceeding from the vanguard of its field of study
B2 That the students know how to apply its knowledge to its work or vocation in a professional way and possess the competences that tend to prove itself by the elaboration and defense of arguments and the resolution of problems in its area of study
B3 That the students have the ability to bring together and to interpret relevant data (normally in its area of study) to emit judgments that include a reflection on relevant subjects of social, scientific or ethical kind
B4 That the students can transmit information, ideas, problems and solutions to a public as much specialized as not specialized
B5 That the students developed those skills of learning necessary to start subsequent studies with a high degree of autonomy
B6 Be able to carrying out a critical analysis, evaluation and synthesis of new and complex ideas.
C1 Using the basic tools of the technologies of the information and the communications (TIC) necessary for the exercise of its profession and for the learning throughout its life.
C2 Coming across for the exercise of a, cultivated open citizenship, awkward, democratic and supportive criticism, capable of analyzing the reality, diagnosing problems, formulating and implanting solutions based on the knowledge and orientated to the common good.
C3 Understanding the importance of the enterprising culture and knowing the means within reach of the enterprising people.
C4 Recognizing critically the knowledge, the technology and the available information to solve the problems that they must face.
C5 Assuming the importance of the learning as professional and as citizen throughout the life.
C6 Recognizing the importance that has the research, the innovation and the technological development in the socioeconomic and cultural advance of the society.

Learning aims
Learning outcomes Study programme competences
Proporcionar aos alumnos os conceptos básicos de transferencia de calor e presenta-lo equipo básico implicado nesta operación. Asentar e completar o coñecemento do alumno de condución e convección de calor, e tamén o estudo da radiación como un mecanismo de transporte. Estudar os conceptos básicos de transferencia de calor de fluxo externo e interno de fluídos para a súa posterior aplicación con base en operacións de mecánica de fluídos. Dar unha visión xeral do equipo de intercambio de calor para uso industrial, e capacitar os alumnos a realizar o proxecto de algúns equipos simple. A14
B1
B2
B3
B4
B5
B6
C1
C2
C3
C4
C5
C6
Utilización das fontes de coñecementos de transmisión de calor e a súa importancia en procesos industriais máis usuais, e desenrolo dunha capacidade de traballo autónomo a partir das mismas. Utilización da informática, programas de texto e follas de cálculo (Microsoft Excel e EES). Utilización do principal idioma na utilización de fontes, o inglés. Desenrolo da capacidade de abstracción e modelización, coa utilización de equipos de transmisión de calor na representación e apreciación da realidade dos procesos industriais que envolvan transmisión de calor. Fomentar el trabajo individual y en grupo de los alumnos. A14
B1
B2
B3
B4
B5
B6
C1
C2
C3
C4
C5
C6

Contents
Topic Sub-topic
1. Introducción á transmisión de calor Historia
Aplicacións
Fundamentos
Leis constitutivas ou fenomenolóxicas
Conducción de calor
Convección de calor
Radiación térmica
Condicións de contorno na superficie dun sólido
Problemas
2. Conducción de calor estacionaria unidimensional Ecuación xeral de conducción de calor
Parede plana
Resistencia térmica de contacto
Conducción con xeración interna
Problemas en coordinadas cilíndricas
Problemas en coordinadas esféricas
Aletas
Ecuación xeral de aletas unidimensionais
Aletas de sección transversal constante
Transferencia de calor pola aleta
Eficiencia de aleta
Lonxitude corrixida
Eficiencia global dunha superficie aleteada
Problemas
3. Conducción de calor estacionaria
en dúas e tres dimensións
Introducción
Métodos analíticos
Métodos gráficos
Métodos numéricos
Resolución de sistemas de ecuacións alxebraicas: Método de inversión de matrices. Método Iterativo de Gauss-Siedel. Método de Relaxación
Problemas
4. Conducción de calor non estacionaria Análise simplificada
O sólido semi-infinito
Contacto entre dous sólidos semi-infinitos
Conducción transitoria unidimensional
Problemas
5. Convección en fluxo exterior Capa Límite
Ecuaciónes integrais 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
Fluxo exterior a cilindros
Resumo das correlacións para fluxo exterior
Problemas
6. Convección en fluxo interior Rexión de entrada
Rexión de entrada térmica
Fluxo laminar desenrollado
Velocidade e coeficiente de rozamiento
Transferencia de calor
Fluxo turbulento
Problemas
7. Convección con cambio de fase Introducción
Ebulición
Curva de ebulición
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
O corpo negro
Superficies reais
A ley de Kirchoff
Transferencia de calor por radiación entre superficies-Introducción
Álxebra dos factores de forma
Intercambio de calor entre dúas superficies
Envoltorios de superficies negras
Envoltorios de “N” superficies difusas, grises, opacas e isotérmicas
Blindaxes de radiación
Transferencia simultánea de calor por convección e 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 da temperatura Familiarización con distintos dispositivos de medida de temperatura: Termómetro de bulbo, bourdon, expansión metálica, termopar, termistor e PT100
Medición da temperatura da mezcla auga-xeo e auga en ebulición
Práctica 2. Estudo da conducción de calor
Comprobación da Ley de Fourier de conducción aplicada a unha parede plana cun gradiente lineal de temperatura
Práctica 3. Determinación da conductividade dun sólido Determinación da conductividade térmica de distintos materiais a partir da Ley de Fourier de conducción estacionaria aplicada a unha parede plana.
Práctica 4. Convección en flujo exterior en un cilindro Estudo do desprendemiento da capa límite dun fluido en circulación sobre a superficie dun cilindro observando a temperatura sobre a superficie cilíndrica
Práctica 5. Estudo dun intercambiador de carcasa e tubos Estudo do coeficiente integral de transmisión de calor para diferentes condicións de operación e variación coa la diferenza de temperaturas media logarítmica
Comparación con intercambiador de placas
Práctica 6. Estudio dun intercambiador de placas
Estudio do coeficiente integral de transmisión de calor para diferentes condicións de operación e variación coa diferenza de temperaturas media logarítmica
Comparación con intercambiador de carcasa e tubos

Planning
Methodologies / tests Competencies Ordinary class hours Student’s personal work hours Total hours
Guest lecture / keynote speech A14 B1 B2 B3 30 24 54
Problem solving A14 B1 B2 B4 B5 B6 C1 C2 C3 C4 C5 C6 22 30 52
Laboratory practice A14 B5 C6 11 30 41
ICT practicals A14 B1 11 15 26
 
Personalized attention 1 0 1
 
(*)The information in the planning table is for guidance only and does not take into account the heterogeneity of the students.

Methodologies
Methodologies Description
Guest lecture / keynote speech Clase maxistral
Problem solving Resolución de problemas propostos
Laboratory practice Realización de ensaios no laboratorio
ICT practicals Resolución de problemas co software EES

Personalized attention
Methodologies
Laboratory practice
ICT practicals
Guest lecture / keynote speech
Problem solving
Description
Tutorías e consulta en correo electrónico

Assessment
Methodologies Competencies Description Qualification
Laboratory practice A14 B5 C6 Prácticas de laboratorio de conceptos relacionados coa asignatura 10
ICT practicals A14 B1 Solución de problemas utilizando o software EES 10
Guest lecture / keynote speech A14 B1 B2 B3 Exposición da materia 24
Problem solving A14 B1 B2 B4 B5 B6 C1 C2 C3 C4 C5 C6 Solución de problemas propostos polo profesor 56
 
Assessment comments

Sources of information
Basic 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

*
Complementary


Recommendations
Subjects that it is recommended to have taken before
TERMODINÁMICA/730G03014

Subjects that are recommended to be taken simultaneously
MECÁNICA DE FLUÍDOS/730G03018

Subjects that continue the syllabus
Traballo Fin de Grao/730G03068

Other comments


(*)The teaching guide is the document in which the URV publishes the information about all its courses. It is a public document and cannot be modified. Only in exceptional cases can it be revised by the competent agent or duly revised so that it is in line with current legislation.