Datos Identificativos 2018/19
Asignatura (*) CALOR E FRIO INDUSTRIAL/REFRIG Código 730G03020
Titulación
Grao en Enxeñaría Mecánica
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Grao 2º cuadrimestre
Terceiro Obrigatoria 6
Idioma
Castelán
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Ciencias da Navegación e Enxeñaría Mariña
Construcións Navais
Enxeñaría Naval e Industrial
Coordinación
Lamas Galdo, Isabel
Correo electrónico
isabel.lamas.galdo@udc.es
Profesorado
Arce Ceinos, Alberto
Lamas Galdo, Isabel
Correo electrónico
alberto.arce@udc.es
isabel.lamas.galdo@udc.es
Web
Descrición xeral Aportar ao alumno os fundamentos da transmisión de calor e introducilo no equipo básico implicado nesta operación.
Asentar e completar os coñecementos do alumno sobre conducción e convección de calor, incorporar o estudio 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 o alumno para realizar o deseño de algúns equipos sinxelos.

Competencias do título
Código Competencias do título
A7 Coñecementos de termodinámica aplicada e transmisión de calor. Principios básicos e a súa aplicación á resolución de problemas de enxeñaría.
A21 Coñecementos aplicados de enxeñaría térmica.
B1 Que os estudantes demostren posuír e comprender coñecementos nunha área de estudo que parte da base da educación secundaria xeral e adoita encontrarse a un nivel que, aínda que se apoia en libros de texto avanzados, inclúe tamén algúns aspectos que implican coñecementos procedentes da vangarda do seu campo de estudo
B2 Que os estudantes saiban aplicar os seus coñecementos ao seu traballo ou vocación dunha forma profesional e posúan as competencias que adoitan demostrarse por medio da elaboración e defensa de argumentos e a resolución de problemas dentro da súa área de estudo
B3 Que os estudantes teñan a capacidade de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro da súa área de estudo) para emitiren xuízos que inclúan unha reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica ou ética
B4 Que os estudantes poidan transmitir información, ideas, problemas e solucións a un público tanto especializado como leigo
B5 Que os estudantes desenvolvan aquelas habilidades de aprendizaxe necesarias para emprenderen estudos posteriores cun alto grao de autonomía
B6 Ser capaz de concibir, deseñar ou poñer en práctica e adoptar un proceso substancial de investigación con rigor científico para resolver calquera problema formulado, así como de comunicar as súas conclusións –e os coñecementos e razóns últimas que as sustentan– a un público tanto especializados como leigo dun xeito claro e sen ambigüidades
B7 Ser capaz de realizar unha análise crítica, avaliación e síntese de ideas novas e complexas
B8 Deseñar e realizar investigacións en ámbitos novos ou pouco coñecidos, con aplicación de técnicas de investigación (con metodoloxías tanto cuantitativas como cualitativas) en distintos contextos (ámbito público ou privado, con equipos homoxéneos ou multidisciplinares etc.) para identificar problemas e necesidades
B9 Adquirir unha formación metodolóxica que garanta o desenvolvemento de proxectos de investigación (de carácter cuantitativo e/ou cualitativo) cunha finalidade estratéxica e que contribúan a situarnos na vangarda do coñecemento
C1 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.
C2 Desenvolverse para o exercicio dunha cidadanía aberta, culta, crítica, comprometida, democrática e solidaria, capaz de analizar a realidade, diagnosticar problemas, formular e implantar solucións baseadas no coñecemento e orientadas ao ben común.
C3 Entender a importancia da cultura emprendedora e coñecer os medios ao alcance das persoas emprendedoras.
C4 Valorar criticamente o coñecemento, a tecnoloxía e a información dispoñible para resolver os problemas cos que deben enfrontarse.
C5 Asumir como profesional e cidadán a importancia da aprendizaxe ao longo da vida.
C6 Valorar a importancia que ten a investigación, a innovación e o desenvolvemento tecnolóxico no avance socioeconómico e cultural da sociedade.

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do título
Aportar ao alumno os fundamentos da transmisión de calor e introducirlle no equipo básico implicado nesta operación. Asentar e completar os coñecementos do alumno sobre conducción e convección de calor, incorpora-lo estudio da radiación como mecanismo de transporte. Estudia-los fundamentos da transmisión de calor en fluxo externo e interno de fluidos para a súa posterior aplicación a operaciones basadas na mecánica de fluidos. Dar unha visión global dos equipos de intercambio de calor de uso industrial, e capacitar ó alumno para realiza-lo deseño dalgunos equipos sinxelos. A7
A21
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9
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 mesmas. 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 envolven transmisión de calor. Fomenta-lo traballo individual e en grupo dos alumnos. A7
A21
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9
C1
C2
C3
C4
C5
C6

Contidos
Temas Subtemas
1. Introducción á transmisión de calor 1.1. Historia
1.2. Aplicacións
1.3. Fundamentos
1.4. Leis constitutivas ou fenomenolóxicas
1.4.1. Conducción de calor
1.4.2. Convección de calor
1.4.3. Radiación térmica
1.5. Condicións de contorno na superficie dun sólido

Problemas
2. Conducción de calor estacionaria unidimensional 2.1. Ecuación xeral de conducción de calor
2.2. Parede plana
2.3. Resistencia térmica de contacto
2.4. Conducción con xeración interna
2.5. Problemas en coordenadas cilíndricas
2.6. Problemas en coordenadas esféricas
2.7. Aletas
2.7.1. Ecuación xeral de aletas unidimensionais
2.7.2. Aletas de sección transversal constante
2.7.3. Transferencia de calor pola aleta
2.7.4. Eficiencia de aleta
2.7.5. Lonxitude correxida
2.7.6. Eficiencia global dunha superficie aleteada
Problemas
3. Conducción de calor estacionaria
en dúas e tres dimensións
1. Introducción
2. Métodos analíticos
3. Métodos gráficos
4. Métodos numéricos
5. Resolución de sistemas de ecuacións alxebraicas:
5.1. Método de inversión de matrices
5.2. Método Iterativo de Gauss-Siedel
5.3. Método de Relaxación
Problemas
4. Conducción de calor non estacionaria 4.1. Análisis simplificado
4.2. O sólido semi-infinito
4.2.1 Contacto entre dous sólidos semi-infinitos
4.3. Conducción transitoria unidimensional
Problemas
5. Convección en fluxo exterior 5.1 Capa Límite
5.1.1. Ecuacións integrais na capa límite–placa plana
5.2. Método Integral-placa plana
5.2.1. Capa límite hidrodinámica
5.2.2. Capa límite térmica
5.2.3. Analoxía de Colburn
5.2.4. Resumen das correlacións
5.3 Capa límite turbulenta-placa plana
5.3.1. Capa hidrodinámica
5.3.2. Capa térmica
5.4. Fluxo exterior a cilindros
5.5. Resumen das correlacións para fluxo exterior
Problemas
6. Convección en fluxo interior 6.1. Rexión de entrada
6.2. Rexión de entrada térmica
6.3. Fluxo laminar desenrolado
6.3.1. Velocidade e coeficiente de rozamento
6.3.2. Transferencia de calor
6.4. Fluxo turbulento
Problemas
7. Convección con cambio de fase 7.1. Introducción
7.2. Ebulición
7.2.1. Curva de ebulición
7.3. Condensación
7.3.1. Condensación en película
7.3.2. Condensación en gotas
8. Intercambiadores de calor
8.1. Introducción
8.2. Tipos de intercambiadores
8.3. Coeficiente global de transferencia de calor
8.4. Diferencia media de temperaturas logarítmica
8.5. Número de Unidades de Transferencia, NUT
Problemas
9. Radiación térmica
9.1. Introducción
9.2. Conceptos básicos
9.3. O corpo negro
9.4. Superficies reais
9.5. A ley de Kirchoff
9.6. Transferencia de calor por radiación entre superficies
9.7. Álxebra dos factores de forma
9.8. Intercambio de calor entre dúas superficies
9.9. Envoltorios de superficies negras
9.10. Envoltorios de “N” superficies difusas, grises, opacas e isotérmicas
9.11. Blindaxes de radiación
9.12. Transferencia simultánea de calor por convección e radiación
9.13. Transferencia de calor por radiación con medio participante
10. Refrixeración 10.1 Refrixeración
10.2 Aplicacións prácticas
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. Estudio 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 fluxo exterior nun cilindro Estudo do desprendemento 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 a súa variación coa diferencia de temperaturas media logarítmica
Comparación con intercambiador de placas
Práctica 6. Estudo dun intercambiador de placas
Estudo do coeficiente integral de transmisión de calor para diferentes condicións de operación e a súa variación coa diferenza de temperaturas media logarítmica
Comparación con intercambiador de carcasa e tubos

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral A7 A21 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 C1 C2 C3 C4 C5 C6 15 25 40
Solución de problemas A7 A21 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 C1 C2 C3 C4 C5 C6 45 20 65
Prácticas de laboratorio A7 A21 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 C1 C2 C3 C4 C5 C6 4 40 44
 
Atención personalizada 1 0 1
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral Clase maxistral / Proba escrita
Solución de problemas Resolución de problemas propostos / Proba escrita
Prácticas de laboratorio Realización de ensaios no laboratorio / Entrega de informe

Atención personalizada
Metodoloxías
Sesión maxistral
Solución de problemas
Prácticas de laboratorio
Descrición
Permítese dispensa académica. Os alumnos que a soliciten deberanse de poñer en contacto co profesor para compensar.

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Sesión maxistral A7 A21 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 C1 C2 C3 C4 C5 C6 Prueba objetiva escrita. 60
Solución de problemas A7 A21 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 C1 C2 C3 C4 C5 C6 Se entregarán problemas. 20
Prácticas de laboratorio A7 A21 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 C1 C2 C3 C4 C5 C6 Se entregará informe. 20
 
Observacións avaliación

Para os alumnos de dispensa académica as prácticas de
laboratorio serán substituidas por actividades propostas polo profesor. A ponderación
na cualificación é a mesma que para as prácticas de laboratorio.


Fontes de información
Bibliografía 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

*
Bibliografía complementaria


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
TERMODINÁMICA/730G03014

Materias que se recomenda cursar simultaneamente
MECÁNICA DE FLUÍDOS/730G03018

Materias que continúan o temario
Traballo Fin de Grao/730G03068

Observacións

Para axudar a acadar un ambiente inmediato sostido e cumprir o obxectivo da acción número 5: "Educación e investigación ambiental e social sa e sostible" do "Plan de Acción do Campus Verde de Ferrol":

            A entrega dos traballos documentais feitos neste asunto:

              • Pedirase en formato virtual e / ou soporte informático

             • Realizarase a través de Moodle, en formato dixital sen necesidade de imprimir

             • Se é necesario facelos en papel:

                  - Os plásticos non serán utilizados

                 - As impresións dobre cara realizaranse.

                 - Usarase o papel reciclado.

                 - Evitarase a impresión de borradores.

              • Debe realizarse o uso sostenible de recursos e prevención de impactos negativos sobre o medio natural

              • Hai que ter en conta a importancia dos principios éticos relacionados cos valores da sustentabilidade nos comportamentos persoais e profesionais

              • A perspectiva de xénero incorpórase á docencia desta materia (usarase a lingua non sexista, a bibliografía dos autores de ambos sexos será utilizada, a intervención na clase dos alumnos será incentivada ...)

              • Realizarase o traballo para identificar e modificar prexuízos e actitudes sexistas e influirase o medioambiente para modificar e promover valores de respecto e igualdade.

              • Deben detectarse situacións de discriminación e propoñerán accións e medidas para corrixilos.



(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías