GDOC-2015-1440

Ingeniería térmica y tecnología energética - [28813]


Curso: 2015-2016

Universidad de Zaragoza, Zaragoza

Titulación: Graduado en Ingeniería Mecatrónica

Idioma: Español

Profesor(es): Embid Lopez, Maria Sagrario

Resumen: En esta asignatura se presenta un tratamiento completo de la Termodinámica desde el punto de vista clásico así como de la Energía solar térmica. La palabra Termodinámica procede de las palabras del griego therme (calor) y dynamis (fuerza). Aunque varios aspectos de lo que ahora se conoce como Termodinámica han sido objeto de interés desde la antigüedad, el estudio formal de la Termodinámica empezó en los comienzos del siglo XIX a partir de las consideraciones sobre la potencia motriz del calor: la capacidad de los cuerpos calientes para producir trabajo. Hoy su alcance es mucho mayor, teniendo que ver, en general, con la energía y con las relaciones entre las propiedades de la materia. El tratamiento del primer principio de la Termodinámica comienza con los conceptos de energía y trabajo, que resultan ya familiares a los estudiantes desde cursos de Física anteriores, y procede operativamente hasta el balance de energía de los sistemas cerrados. Se introducen los ciclos termodinámicos junto con la definición de rendimiento térmico de los ciclos de potencia y coeficientes de operación de refrigeradores y bombas de calor, lo que permite la resolución de problemas elementales de ciclos, usando el primer principio, para más adelante, tratarlos en profundidad. Se introducen las relaciones entre propiedades y los datos de sustancias puras, simples y compresibles, además de los datos y relaciones entre propiedades para el gas ideal usando el factor de compresibilidad como punto de partida y se continúa con la discusión de las tablas de vapor. Esto pone de manifiesto a los estudiantes las limitaciones del modelo del gas ideal. Al utilizar este modelo, se insiste en que los calores específicos varían generalmente con la temperatura y se incorpora el uso de las tablas. Las relaciones con calores específicos constantes también se presentan y se emplean de manera apropiada. Los principios de conservación de la masa y la energía se extienden a los volúmenes de control. El énfasis primordial se pone en los casos en que se supone flujo unidimensional. Los volúmenes de control se tratan en estado estacionario. Se incluye un tratamiento profundo del segundo principio de la Termodinámica. La importancia del segundo principio se transmite haciendo hincapié en su relación con la utilización adecuada de los recursos energéticos. Una característica especial es el uso del concepto de generación de entropía, que permite una aplicación efectiva del segundo principio a aspectos que los alumnos dominan rápidamente. El balance de entropía se introduce y aplica de forma similar a la usada para los balances de energía desarrollados para sistemas cerrados y volúmenes de control, unificando la aplicación al primero y segundo principios. En las aplicaciones se ha puesto énfasis en el tratamiento adecuado y en el encadenamiento de las operaciones. Dentro de las aplicaciones se tratan los sistemas de producción de potencia con vapor y gas, los sistemas de refrigeración y bomba de calor, sistemas de cogeneración, ciclos combinados y ciclos de refrigeración. En cuanto a la energía solar térmica se describirán los tipos de colectores solares así como los elementos que los constituyen. Además se darán las bases para calcular una instalación de producción de agua caliente sanitaria, una instalación captadora para piscinas y otra para calefacción por suelo radiante. En cada tema se desarrollaran trabajos y ejercicios prácticos, para que los alumnos/as trabajen tanto en clase como de forma autónoma y sirvan como materia de discusión en las clases prácticas, con el fin principal de dotarles de un papel activo en su proceso de aprendizaje, teniendo como punto central y fundamental de referencia a la hora de evaluarlos, la importancia de la reflexión, análisis e interpretación de los resultados obtenidos haciéndonos partícipes del espíritu de Bolonia.

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