Datos Identificativos 2016/17
Asignatura (*) Transmisión de calor Código 730G05022
Titulación
Grao en Enxeñaría Naval e Oceánica
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Grao 1º cuadrimestre
Terceiro Obrigatoria 4.5
Idioma
Castelán
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Construcións Navais
Enxeñaría Naval e Oceánica
Coordinación
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
Descrición xeral 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 do título
Código Competencias do título
A14 Coñecemento da termodinámica aplicada e da transmisión da calor
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 realizar unha análise crítica, avaliación e síntese de ideas novas e complexas
C1 Utilizar as ferramentas básicas das tecnoloxías da información e as comunicacións (TIC) necesarias para o exercicio da profesión e para a aprendizaxe ao longo da 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 que deben enfrontarse
C5 Asumir como profesionais e cidadáns a importancia da aprendizaxe ao longo da vida
C6 Valorar a importancia da investigación, a innovación e o desenvolvemento tecnolóxico no avance socioeconómico e cultural da sociedade

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do título
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

Contidos
Temas Subtemas
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

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral 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
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral Clase maxistral
Solución de problemas Resolución de problemas propostos
Prácticas de laboratorio Realización de ensaios no laboratorio
Prácticas a través de TIC Resolución de problemas co software EES

Atención personalizada
Metodoloxías
Prácticas de laboratorio
Prácticas a través de TIC
Sesión maxistral
Solución de problemas
Descrición
Tutorías e consulta en correo electrónico

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Prácticas de laboratorio A14 B5 C6 Prácticas de laboratorio de conceptos relacionados coa asignatura 10
Prácticas a través de TIC A14 B1 Solución de problemas utilizando o software EES 10
Sesión maxistral A14 B1 B2 B3 Exposición da materia 24
Solución de problemas A14 B1 B2 B4 B5 B6 C1 C2 C3 C4 C5 C6 Solución de problemas propostos polo profesor 56
 
Observacións avaliación

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


(*)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