Datos Identificativos 2020/21
Asignatura (*) Termodinámica Código 631111209
Titulación
Diplomado en Máquinas Navais
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
1º e 2º Ciclo 1º cuadrimestre
Segundo Obrigatoria 3
Idioma
Castelán
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría Naval e Industrial
Coordinación
Correo electrónico
Profesorado
Correo electrónico
Web http://www.udc.es/grupos/gifc
Descrición xeral En esta asignatura se desarrollan conceptos básicos para la comprensión de la mayor parte de los procesos ligados a la energía en una instalación, tanto a bordo de un buque como en tierra.
A modo de ejemplo, permite conocer, analizar y optimizar el funcionamiento de un motor de combustión interna, de una caldera o de una turbina.
Sin el conocimiento de los principios termodinámicos resulta muy difícil la comprensión de numerosas asignaturas del plan de estudios, entre las que se encuentran Termotecnia, Turbinas de vapor y gas, Motores de combustión interna, Sistemas auxiliares del buque, Generadores de vapor, Técnicas de frío, etc.
Para cursar la asignatura es conveniente tener conocimientos previos de Física y Matemáticas.
Plan de continxencia 1. Modificacións nos contidos

2. Metodoloxías
*Metodoloxías docentes que se manteñen

*Metodoloxías docentes que se modifican

3. Mecanismos de atención personalizada ao alumnado

4. Modificacións na avaliación

*Observacións de avaliación:

5. Modificacións da bibliografía ou webgrafía

Competencias do título
Código Competencias do título
A44 Realizar operacións de optimización enerxética das instalacións de a bordo utilizando convenientemente os equipos de medida, a nivel operacional.
A49 Modelizar situacións e resolver problemas con técnicas ou ferramentas físico-matemáticas.
A50 Avaliación cualitativa e cuantitativa de datos e resultados, así coma representación e interpretación matemáticas de resultados obtidos experimentalmente.
A53 Operar, reparar, manter, reformar, optimizar a nivel operacional as instalacións industriais relacionadas coa enxeñaría marítima, coma motores alternativos de combustión interna e subsistemas; turbinas de vapor, caldeiras e subsistemas asociados; ciclos combinados; propulsión eléctrica e propulsión con turbinas de gas.
A54 Operar, manter, seleccionar, e reparar os equipos eléctricos, electrónicos, e de regulación e control do buque.
A55 Operar, reparar, substituír e optimizar a nivel operacional as instalacións auxiliares do buque, tales coma instalacións frigoríficas, sistemas de goberno, instalacións de aire acondicionado, plantas potabilizadoras, separadores de sentinas, grupos electróxenos, etc.
A56 Operar, reparar, manter e optimizar as instalacións auxiliares dos buques que transportan cargas especiais, tales coma quimiqueiros, LPG, LNG, petroleiros, cementeiros, etc.
A57 Coñecer o balance enerxético xeral, que inclúe o balance termo-eléctrico do buque, o sistema de mantemento da carga, así coma a xestión eficiente da enerxía respectando o medio ambiente.
A58 Diagnose e supervisión de tódolos equipos que compoñen a planta propulsora dun buque utilizando as ferramentas adecuadas.
B2 Resolver problemas de forma efectiva.
B3 Aplicar un pensamento crítico, lóxico e creativo.
B14 Capacidade de análise e síntese.

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do título
Realizar el balance energético de cualquier equipo térmico y tomar decisiones desde el punto de vista de la optimización energética A50
A53
A55
A56
A57
A58
B2
B3
B14
Conocer y analizar los procesos termodinámicos que tienen lugar en los distintos equipos térmicos A44
A49
A53
A55
A56
A57
B2
B3
Determinar las propiedades termodinámicas más relevantes a la hora de analizar el funcionamiento de los equipos térmicos A53
A54
A55
A56
A57

Contidos
Temas Subtemas
1.- INTRODUCCIÓN 1.1.- OBJETIVOS DE LA TERMODINÁMICA.

2.1.- SISTEMA Y PROPIEDADES TERMODINÁMICAS
2.1.1.- Sistema Termodinámico.
2.1.2.- Propiedades Termodinámicas.
Primitivas-Derivadas.
Intensivas-Extensivas.
2.1.3.- Estados de un sistema.
Postulado I (de estado).
Postulado II (de equilibrio).
2.1.4.- Procesos Termodinámicos.

2.- TRABAJO, ENERGÍA Y CALOR. 1.2.- TRABAJO. FORMAS DE TRABAJO CUASIESTÁTICO.
1.2.1.- Formas mecánicas del trabajo
1.2.2.- Definición termodinámica del trabajo. Formas de trabajo cuasiestático.

2.2.- INTERACCIÓN ADIABÁTICA DE TRABAJO. ENERGÍA TOTAL
2.2.1.- Interacciones adiabáticas de trabajo.
2.2.2.- Energía total. Postulado III.
2.2.3.- Energía interna. Primer principio para un sistema cerrado.

3.2.- INTERACCIONES DE CALOR.
3.2.1.- Postulado III y trabajo no adiabático.
3.2.2.- Equilibrio térmico. Postulado IV.
3.2.3.- El Postulado IV como base de la termometría. Escalas termométricas

4.2.- LEYES DE LOS GASES.
4.2.1.- Ecuación de estado de gas ideal.
4.2.2.- Mezclas de gases ideales.

3.- ESTADOS Y PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS PURAS 1.3.- SUSTANCIAS PURAS.
1.3.1.- Sistema simple compresible.
1.3.2.- Superficie pvT de una sustancia pura. Proyecciones.
1.3.3.- Propiedades térmicas.

2.3.-VALORES DE LAS PROPIEDADES.
2.3.1.- Tablas de propiedades de sustancias puras.
2.3.2.- Propiedades del vapor húmedo.
2.3.3.- Aproximaciones para líquido comprimido y modelo de sustancia incompresible.
2.3.4.- Gas real. Factor de compresibilidad.
Ecuaciones de estado
Carta generalizada. Ley de los estados correspondientes.

4.- PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA PARA SISTEMAS ABIERTOS 1.4.- PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA PARA SISTEMAS ABIERTOS.
1.4.1.- Masa, volumen y superficie de control. Ecuación de la Primera Ley.
2.4.2.- Balances de materia y energía en un volumen de control.
Energía de flujo.
3.4.3.- Análisis integral y diferencial.
3.4.4.- Balances de materia y energía en régimen permanente y no permanente.


5.- SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA
1.5.- ENTROPÍA Y SEGUNDA LEY.
1.5.1.- Limitaciones del Primer Principio.
1.5.2.- Máquina Térmica. Interacciones energéticas entre dos focos.
1.5.3.- Enunciados del Segundo Principio.
Kelvin-Plank.
Clausius.
Equivalencia de ambos enunciados.
1.5.4.- Reversibilidad. Enunciados de Carnot.
1.5.5.- Escala termodinámica de temperatura.
1.5.6.- Ciclo de Carnot.

6.- ENTROPÍA E IRREVERSIBILIDAD 1.6.- TEOREMA DE CLAUSIUS. FUNCIÓN ENTROPÍA.

2.6.- ENTROPÍA

3.6.- PRINCIPIO DE INCREMENTO DE ENTROPÍA
IRREVERSIBILIDAD.
3.6.1.- Balance de entropía para un sistema cerrado.
3.6.2.- Principio de incremento de entropía.

4.6.- CAMBIO DE ENTROPÍA.
4.6.1.- Ecuaciones Tds.
Modelo de gas ideal. Mezclas líquido-vapor.
Hipótesis de calores específicos constantes o variables.
Sustancia incompresible.

5.6.- DIAGRAMAS T-S Y H-S.
Interpretación gráfica de la transferencia de calor en un proceso internamente reversible.
Diagrama de Mollier.

6.6.- BALANCE DE ENTROPÍA PARA VOLUMENES DE CONTROL.
6.6.1.- Balance de entropía para volúmenes de control.
Aplicación a flujo estacionario y no estacionario.

7.6.- TRABAJO EN PROCESOS DE FLUJO ESTACIONARIO INTERNAMENTE REVERSIBLE.

8.6.- RENDIMIENTO ISOENTRÓPICO DE DISPOSITIVOS EN RÉGIMEN ESTACIONARIO.
7.6.1.- Turbinas.
7.6.2.- Compresores y bombas.
7.6.3.- Toberas y difusores.

7.- FLUJO A ALTA VELOCIDAD 7.1.- ESTANCAMIENTO ADIABÁTICO DE UN FLUIDO

7.2.- VELOCIDAD DEL SONIDO Y NÚMERO DE MACH.

7.3.- FLUJO CON VARIACIÓN DE SECCIÓN DE PASO.

7.4.- RELACIONES ENTRE PROPIEDADES DE FLUJO Y NÚMERO DE MACH.

7.5.- EFECTO DE LA CONTRAPRESIÓN EN TOBERAS.

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral 18 27 45
Solución de problemas 12 9 21
Proba obxectiva 3 0 3
 
Atención personalizada 6 0 6
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral Se realizará la explicación detallada de los contenidos de la materia y que se distribuyen en temas. El alumno contará en todo momento con una copia mecanografiada del tema a tratar en cada sesión magistral. Se fomenta la participación en clase, a través de comentarios que relacionan los contenidos teóricos con experiencias de la vida real.
Solución de problemas Se resolverán las colecciones de ejercicios propuestas para cada tema, permitiendo la aplicación de los modelos matemáticos más adecuados a cada caso, incluyendo manejo de tablas, aplicación de las hipótesis más adecuadas, relación con los contenidos teóricos desarrollados en las sesiones magistrales y relación con el ejercicio profesional
Proba obxectiva Se realizará una prueba parcial con el fin de que el alumno se familiarice con el tipo de cuestiones que se plantean en las pruebas escritas. Constará de una parte teórica y otra práctica, de tal forma que ambas computan por el 50% de la nota. Los exámenes ordinarios y extraordinarios se regirán por el mismo formato.

Atención personalizada
Metodoloxías
Sesión maxistral
Solución de problemas
Proba obxectiva
Descrición
Se trata de orientar al alumno en aquellas cuestiones relativas a la materia impartida y que resulten de especial dificultad para su comprensión. También se inclueyen las correspondientes revisiones de exámenes. Los canales de información y contacto serán la Facultad Virtual y las tutorías individualizadas que se desarrollan durante seis horas a lo largo de la semana.

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Sesión maxistral Se valora la asistencia a clase así como la participación a través de preguntas u observaciones sobre la materia objeto de explicación 5
Solución de problemas Se valora la asistencia a clase así como la participación a través de preguntas u observaciones sobre la materia objeto de explicación 5
Proba obxectiva Se valora el grado de conocimiento adquirido sobre la materia en cuestión, teniendo en consideración tanto la parte teórica como de problemas 90
 
Observacións avaliación

Fontes de información
Bibliografía básica Moran, M. J. ; Shapiro, H. N (2004). Fundamentos de Termodinámica Técnica . Barcelona. Reverté
Sonntag, R.; Borgnakke, C (2007). Introduction to engineering thermodynamics. USA. Wiley
Çengel, Y. A.; Boles, M. A. (2006). Termodinámica. México. McGraw Hill
Agüera, J.: (1999). Termodinámica Lógica y Motores Térmicos. Madrid. Ciencia 3

Bibliografía complementaria Segura, J. (1990). Termodinámica Técnica. Barcelona. Reverté
Rogers, G.; Mayhew, Y. (1992). Engineering Thermodynamics. Work and Heat Transfer. Singapore. Longman
Kondepudi, D.; Prigogine, I. (1998). Moder Thermodynamics. Nueva York. Wiley
Tester, J. W.; Modell, M. (1997). Thermodynamics and its Applications. New Yersey. Prentice Hall


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Termotecnia e Mecánica de Fluídos/631111203
Motores de Combustión Interna/631111301
Turbinas de Vapor e Gas/631111302
Xeradores de Vapor/631111306

Materias que se recomenda cursar simultaneamente

Materias que continúan o temario
Física/631111105
Matemáticas/631111106
Ampliación de Física/631111108

Observacións


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