Identifying Data

2022/23

Subject (*)

Energy Techniques Applied to Ship

Code

631G02453

Study programme

Grao en Tecnoloxías Mariñas

Descriptors

Cycle

Period

Year

Type

Credits

Graduate

1st four-month period

Fourth

Optional

Language

Spanish

Galician

English

Teaching method

Face-to-face

Prerequisites

Department

Ciencias da Navegación e Enxeñaría Mariña

Coordinador

Romero Gómez, Manuel

E-mail

m.romero.gomez@udc.es

Lecturers

Romero Gómez, Manuel

E-mail

m.romero.gomez@udc.es

Web

General description

Nesta asignatura desenrólanse os coñecementos previos adquiridos para o estudo da maior parte dos procesos ligados á enerxía nunha instalación, tanto a bordo dun buque como en terra.
A modo de exemplo, permite coñecer, analizar e optimizar o funcionamento dun motor de combustión interna, dunha caldeira ou dunha turbina e procesos de recuperación de calores residuais.
E materia imprescidíbel para levar a cabo os procesos de optimización enerxética en Turbinas de vapor e gas, Motores de combustión interna, Sistemas auxiliares do buque, Xeneradores de vapor e Transferencia de Calor, Procesos de combustión e formación de contaminantes, Técnicas de frío, etc.
E materia básica para o cumprimento da normativa STCW, no tocante a eficiencia enerxética nos buques (SEEMP), e loita contra a polución ambiental.
Para cursar a asignatura é conveniente ter coñecementos previos de física, matemáticas, química, termodinámica, mecánica de fluidos, motores de combustión interna, turbinas de vapor e de gas, sistemas de refrixeración, etc.

Study programme competencies

Code	Study programme competences
A1	CE1 - Capacidade para a realización de inspeccións, medicións, valoracións, taxacións, peritacións, estudos, informes, planos de labores e certificacións nas instalacións do ámbito da súa especialidade.
A2	CE2 - Capacidade para a dirección, organización e operación das actividades obxecto das instalacións marítimas no ámbito da súa especialidade.
A3	CE3 - Capacidade para o manexo de especificacións, regulamentos e normas de obrigado cumprimento.
A6	CE6 - Coñecementos e capacidade para a realización de auditorías enerxéticas de instalacións marítimas.
A14	CE14 - Avaliación cualitativa e cuantitativa de datos e resultados, así como a representación e interpretación matemáticas de resultados obtidos experimentalmente.
A17	CE17 - Modelizar situacións e resolver problemas con técnicas ou ferramentas físico-matemáticas.
A18	CE18 - Redacción e interpretación de documentación técnica.
A21	CE37 - Capacidad para ejercer como Oficial de Máquinas de la Marina Mercante, una vez superados los requisitos exigidos por la Administración Marítima.
A30	CE42 - Operar, reparar, manter, reformar, optimizar a nivel operacional as instalacións industriais relacionadas coa enxeñaría mariña, como motores alternativos de combustión interna e subsistemas; turbinas de vapor, caldeiras e subsistemas asociados; ciclos combinados; propulsión eléctrica e propulsión con turbinas de gas; equipos eléctricos, electrónicos, e de regulación e control do buque; as instalacións auxiliares do buque, tales como instalacións frigoríficas, sistemas de goberno, instalacións de aire acondicionado, plantas potabilizadoras, separadores de sentinas, grupos electróxenos, etc.
A31	CE43 - Operar, reparar, manter e optimizar as instalacións auxiliares dos buques que transportan cargas especiais, tales como quimiqueiros, LPG, LNG, petroleiros, cementeiros, Ro-Ro, Pasaxe, botes rápidos, etc.
A32	CE44 - Coñecer o balance enerxético xeral, que inclúe o balance termo-eléctrico do buque, ou sistema de mantemento da carga, así como a xestión eficiente da enerxía respectando o medio.
B4	CT4 - Traballar de forma autónoma con iniciativa.
B5	CT5 - Traballar de forma colaboradora.
B7	CT7 - Capacidade para interpretar, seleccionar e valorar conceptos adquiridos noutras disciplinas do ámbito marítimo, mediante fundamentos físico-matemáticos.
B9	CT9 - Capacidade para a aprendizaxe de novos métodos e teorías, que lle doten dunha gran versatilidade para adaptarse a novas situacións.
B10	CT10 - Comunicar por escrito e oralmente os coñecementos procedentes da linguaxe científica.
B11	CT11 - Capacidade para resolver problemas con iniciativa, toma de decisións, creatividade, razoamento crítico e de comunicar e transmitir coñecementos habilidades e destrezas.
C3	C3 - Utilizar as ferramentas básicas das tecnoloxías da información e as comunicacións (TIC) necesarias para o exercicio da súa profesión e para a aprendizaxe ao longo da súa vida.
C7	C7 - Asumir como profesional e cidadán a importancia da aprendizaxe ao longo da vida.
C8	C8 - Valorar a importancia que ten a investigación, a innovación e o desenvolvemento tecnolóxico no avance socioeconómico e cultural da sociedade.
C9	CB1 - Demostrar que posúen e comprenden coñecementos na área de estudo que parte da base da educación secundaria xeneral, e que inclúe coñecementos procedentes da vanguardia do seu campo de estudo
C10	CB2 - Aplicar os coñecementos no seu traballo ou vocación dunha forma profesional e poseer competencias demostrables por medio da elaboración e defensa de argumentos e resolución de problemas dentro da área dos seus estudos
C11	CB3 - Ter a capacidade de reunir e interpretar datos relevantes para emitir xuicios que inclúan unha reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica ou ética
C12	CB4 - Poder transmitir información, ideas, problemas e solucións a un público tanto especializado como non especializado.
C13	CB5 - Ter desenvolvido aquelas habilidades de aprendizaxe necesarias para emprender estudos posteriores con un alto grao de autonomía.

Learning aims

Learning outcomes	Study programme competences
Knowing and analyzing the thermodynamic processes that take place in the thermal engines	A1 A3 A14 A17	B4 B5 B7 B9 B10 B11	C3 C7 C8 C9 C10
Performing energy balances of thermal installations. Making decisions from the point of view of energy optimization	A1 A2 A3 A6 A14 A17 A18 A21 A30 A31 A32	B4 B5 B10 B11	C3 C8 C11 C12 C13
Calculating the components involved in marine thermal installations	A6 A14 A17 A18 A21 A30 A31 A32	B4 B5 B7 B9 B11	C3 C7 C8
Planning and energy organization of marine thermal installations.	A1 A2 A3 A6 A14 A17 A18 A32	B4 B5 B7 B9 B11	C3 C7 C8

Contents

Topic	Sub-topic
1.ENERGY AND EXERCETICAL ANALYSIS OF THERMAL INSTALLATIONS	1.1. Introduction. 1.2. Thermodynamics. Development of energy balance. 1.3. Fundamentals of the concept of exergy. 1.4. Balance of energy and exergy at steady state. 1.5. Application of energetic and exergetic analysis to nozzles, diffusers, turbines, compressors, pumps, heat exchangers and throttling devices. 1.6. Analysis of transitory conditions.
2. MASS TRANSFER PROCESSES	2.1. Introduction. 2.2. Fundamentals of the transfer of matter. 2.3. Principles of diffusion. 2.4. Non-diffusing stationary diffusion. 2.5. DiffusioN in mixtures of several components. Turbulent diffusion. 2.6. Transfer of mass by convection. 2.7. Absorption with chemical reaction.
3. STUDY OF COMBUSTION PROCESSES	3.1. Introdución. 3.2. O servizo de combustible nos buques. 3.2.1. Propiedades físicas e químicas dos combustibles. 3.3. O proceso de combustión. 3.4. Reaccións de combustión. 3.5. Composición dos gases producidos na combustión. 3.6. Punto de orballo dos gases. 3.7. Optimización do proceso de combustión. 3.8. Diagnose da combustión. 3.9. Aspectos enerxéticos da combustión.
4. PROCESSES WITH HEAT TRANSFER	4.1. Introduction. 4.2. Thermotransmission. 4.3. Balance of energy on a surface. 4.4. Analysis of heat transfer problems. Methodology. 4.5. Boiling and condensation. 4.6. Heat exchangers. 4.7. Simultaneous heat and mass transfer
5. ENERGY ANALYSIS OF PROPULSION SYSTEMS	5.1. Introduction. 5.2. Thermal cycles 5.3. Thermal performance and thermal balance of marine installations. 5.4. Propulsion with nuclear energy 5.5 Balances in marine cogeneration facilities. 5.6. Balances in marine refrigeration and air conditioning installations. 5.7. Exergetic analysis of the facilities.
6. ALTERNATIVE SYSTEMS OF ENERGETIC USE	6.1. Introduction. 6.2. Fuel cells. 6.3. Residues of biomass. 6.4. Wind systems for propulsion and energy use. 6.5. Solar energy utilization systems. 6.6. Use of residual energies 6.7. Recovery of VOCs 6.8. Reforming
7. AUDIT, PLANNING AND ENERGY ORGANIZATION OF THERMAL FACILITIES	7.1. Introduction. 7.2. Use of energy 7.3. Material means for the energy audit. 7.4. The data collection and calculations. 7.5. Improvement of the performance and maintenance of the optimal operating conditions of the energy equipment. 7.6. Inspection and review of equipment
8. ENERGY EFFICIENCY IN SHIPS	8.1. Introduction. 8.2. Energy Efficiency Management Plan for ships (SEEMP). 8.3. Energy Efficiency Index design. 8.4. Operational Indicator of Energy Efficiency. 8.5. Application regulations

Planning

Methodologies / tests	Competencies	Ordinary class hours	Student’s personal work hours	Total hours
Guest lecture / keynote speech	A1 A2 A3 B7 B9 B10 B11 C3 C12	24	36	60
Case study	A6 A14 A17 A18 A21 A30 A31 A32 B4 B5	24	48	72
Objective test	A1 A2 A3 A6 A14 A17 A18 A21 A30 A31 A32 B4 C7 C8 C9 C10 C11 C13	4	0	4

Personalized attention		14	0	14

(*)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	Being will make the detailed explanation of the contents of the subject that are distruyen in subjects, or the student will have bibliographic material of the subject to treat in each master session. The participation of the student in class, through comments, that will encourage to relate the theoretical contents with real experience will be encouraged.
Case study	Proposal of practical cases, resolution and criticism.
Objective test	Written tests will be conducted consisting of theoretical and practical questions.

Personalized attention

Methodologies

Guest lecture / keynote speech

Case study

Objective test

Description

GUEST LECTURE: Personalized attention in the classroom to the doubts.

CASE STUDY: Attention in the office or classroom for the resolution of analysis works.

OBJECTIVE TEST: Supervision of the test.

CUSTOMIZED ATTENTION: It will be done at tutoring times established at the beginning of the course and shown on the bulletin board of the office.

Assessment

Methodologies	Competencies	Description	Qualification
Case study	A6 A14 A17 A18 A21 A30 A31 A32 B4 B5	Realización e discusión dos casos propostos	10
Objective test	A1 A2 A3 A6 A14 A17 A18 A21 A30 A31 A32 B4 C7 C8 C9 C10 C11 C13	Realización de proba individual. A proba obxetiva consistirá nun exame dividido en dúas partes. 1- Parte teórica: 50% da nota final. 2- Parte práctica: 40% da nota final. Para superar a materia, haberá que superar as dúas partes.	90

Assessment comments
The evaluation criteria referred to in Tables A-III/1 and A-III/3 of the STCW Code, and included in the Quality Assurance System, will be taken into account to design and to carry out the evaluation. GUEST LECTURE: A32, A50, A53, A54, A55, C4, C5 CASE STUDY: A1, A3, A7, A14, A17, A18, A24, A29, A30, A31, A50, B9, B10, B11, C3, A2, A4, A5, A6, A20, A21, A58, B3, B5, B7, B8, C8 OBJECTIVE TEST: B2, B4, C6, C7 Students with recognition of part-time dedication and academic exemption of attendance exemption, according to the "NORM THAT REGULATES THE REGIME OF DEDICATION TO THE STUDY OF GRADUATE STUDENTS IN THE UDC (Arts 2.3, 3.b; 4.3 e 7.5 ) (04/05/2017): - Attendance / participation in minimum class activities: 30%. - Qualification: a) Elaboration of works: up to 80% c) Problem solving: up to 80% b) Written exam on the contents of the subject: up to 100% d) Other methodologies considered: up to 100%

Sources of information

Basic	J. Carbia; J.A. Orosa (2010). Apuntes de la materia. Santiago Sabulal García (2006). Centrales térmicas de ciclo combinado . España. Ed. Díaz de Santos Haywood (2000). Ciclos termodinámicos de potencia y refrigeración . Méjico. Limusa José Mª. Sala Lizarraga (1999). Cogeneración . Bilbao. Servicio Editorial UNIVERSIDAD DEL PAIS VASCO F. J. Barclay (1995). Combinned Power and Process-an Exergy Approach . José Mª. De Juana (2003). Energías Renovables para el desarrollo . Méjico. Thomson-Paraninfo. S.A. M. J. M., and H. N. S. (1995). Fundamentals of Enginnering Thermodynamics . Wiley M.J. Morán; H.N. Shapiro (2003). Fundamentos de Termodinámica Técnica . Barcelona. Edit. Reverté J. R. Welty (1999). Fundamentos de Tranferencia de Momento, Calor y Masa . Méjico. Limusa Frank P. Incropera (1999). Fundamentos de transferencia de calor . Méjico. Prentice Hall Marta Muñoz Domínguez; Antonio José Rovira de Antonio (2006). Ingeniería Térmica . Madrid. UNED Juan A. López Sastre (2004). La pila de combustible . Valladolid. Secretariado de Publicaciones e Intercambio. Universidad de Valladolid Robert E. Treybal (1988). Operaciones de transferencia de masa . Méjico. Macgraw-Hill Çengel-Boles (2003). Termodinámica. Méjico. McGraw-Hill Orosa García, José A. (2008). Termodinámica aplicada con EES . España. Tórculo Edicións J.L. Gómez Ribelles (2002). Termodinámica Técnica . Valencia. Edit. de la UPV P. Hambling (1991). Turbines, Generators and Associated Plant . Pergamon Press Claudio Mataix (2000). Turbomáquinas Térmicas . Madrid. Editirial DOSSAT, S.A

Complementary	S. Kabac (1995). Boilers, Evaporators and Condensers . J. Wiley & Sons Ernest J. Henley (2002). Cálculo de Balances de Materia y Energía . Barcelona. Edit. Reverté. S.A. Manuel Marquez (2005). Combustión y Quemadores . España. Marcombo Antonio Creus Solé (2004). Energías Renovables . Barcelona. Edic. Ceysa Mario Ortega Rodrígez (1999). Energías Renovables . Madrid. Thomson-Paraninfo H. A. Sorensen (1983). Energy Conversion Systems . Wiley Román Monasterio Larrinaga (1993). La Bomba de Calor. Fundamentos, Técnicas y Aplicaciones . Madrid. McGraw-Hill K. W. Li (1985). Power Plant System Desing . Wiley Kreit/Bohn (2002). Principios de Transferencia de Calor . Madrid. Thomson M. Meckler (1994). Retrofitting Buildings for Energy Conservation . The Fairmont Press Merle C. Potter y Craig W. Somerton (2004). Termodinámica para Ingenieros . Madrid. McGraw-Hill A. Bejan (1998). Thermodinamics Optimization of Complex Energy Systems . NATO Sciences

Recommendations

Subjects that it is recommended to have taken before

Maritime Installations and Propulsion Systems/631G02354

Thermodynamics and Engineering Thermodynamics/631G02254

Fluid Mechanics/631G02258

Internal Combustion Engines/631G02351

Steam and Gas Turbines/631G02352

Air Conditioning and Cooling Techniques/631G02355

Energy Techniques Applied to Ship/631G02453

Subjects that are recommended to be taken simultaneously

Engineering Office-Projects./631G02452

Subjects that continue the syllabus