Créditos ECTS Créditos ECTS: 4.5
Horas ECTS Criterios/Memorias Trabajo del Alumno/a ECTS: 76.5 Horas de Tutorías: 4.5 Clase Expositiva: 13.5 Clase Interactiva: 18 Total: 112.5
Lenguas de uso Castellano, Gallego
Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Física Aplicada, Ingeniería Química
Áreas: Física Aplicada, Ingeniería Química
Centro Facultad de Física
Convocatoria: Primer semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable | 1ro curso (Si)
Al final del estudio de esta materia, el alumno debe de adquirir conocimientos sobre algunos aspectos de las energías renovables y la sostenibilidad energética, más concretamente en los principios y equipos utilizados para la transferencia de calor y trabajo partir de los diferentes recursos, que no se abordan en los estudios de grado.
Con la presente materia se pretende proporcionar al alumno los conocimientos de termodinámica y de transmisión de energía en forma de calor y trabajo, así como los balances de energía a sistemas, de modo que permitan analizar y diseñar los equipos utilizados menudo en el ámbito de la energía, más concretamente las energías renovables y la eficiencia energética.
En primero lugar los alumnos conocerán los principios de la termodinámico de modo que puedan definir un sistema, su energía y formas de energía, y también la transferencia de energía en forma de calor y trabajo. Posteriormente, aún bajo los conceptos de la termodinámica, los alumnos podrán conocer las máquinas térmicas y los ciclos termodinámicos relacionados con los equipos que van a estudiar posteriormente, y también en los módulos siguientes. Los alumnos conocerán los equipos de transferencia de energía en forma de calor tales como calderas, evaporadores, vaporizadores, equipos de refrigeración, hornos, quemadores entre otros. Por otra parte también conocerán los equipos que realizan trabajo (trabajo de eje o trabajo de flujo), tales como los compresores, bombas, y otros. Con estos conocimientos los alumnos aprenderán a realizar balances de energía completos a los equipos o a sistemas de equipos de cara a conocer las necesidades energéticas para el diseño y caracterización de los mismos. En la última parte de la materia los alumnos conocerán los mecanismos de transmisión de calor (conducción, convección y radiación), las ecuaciones que los rigen, y se aplicarán la diferentes equipos de transmisión de calor, dedicando especial atención a los intercambiadores de calor, tipos y cálculo de los mismos, selección de más acomodado para cada caso, y diseño. Por último los alumnos aprenderán el que son los sistemas de cogeneración y aprenderán a diseñar configuraciones diferentes.
Los alumnos podrán conocer, diseñar y calcular equipos y sistemas de transferencia de energía y conocer las partes de las que están compuestas, teniendo en cuenta también criterios de eficiencia energética. Una vez finalizada la materia los alumnos tendrán una base en sistemas de producción y transformación energética que podrán aplicar a las materias de los módulos siguientes. En esta materia no se incluyen el estudio del trabajo eléctrico ni de los equipos correspondientes.
BLOQUE I. TERMODINÁMICA
Tema I.1.
Conceptos introductorios. Definición de sistema Termodinámico. Sistemas, estados y procesos. Variables de estado. Procesos reversibles e irreversibles. Tipos de procesos de equilibrio. Ecuaciones de estado. Coeficientes termodinámicos.
Tema I.2.
Principios de la Termodinámico: Principio cero. Concepto de temperatura. Termometría. El primer principio. Energía interna. Trabajo mecánico y calor. Entalpía. El segundo principio. Máquinas térmicas. Teorema de Carnot. Entropía. Principio de incremento de entropía. Reversibilidad y producción de trabajo. Energía libre de Gibbs. Trabajo útil máximo. Exergía.
Tema I.3.
Gases ideales. Definición. Propiedades. Ecuaciones de los procesos isotérmico y adiabático. Estudio termodinámico de los procesos fundamentales en gases ideales: proceso politrópico.
Tema I.4.
Ciclos térmicos y frigoríficos. Ciclos térmicos o de potencia: tipos. Ciclos de gas de combustión externa: ciclo de Stirling. Ciclo de gas de combustión interna: ciclos Otto, Diesel, Joule y Brayton. Ciclos de vapor: ciclos de Rankine. Ciclos de conversión directa de calor en energía eléctrica. Ciclos de refrigeración. Ejemplos.
BLOQUE II. TRANSMISIÓN DE CALOR E EQUIPOS
Tema II.1
Transmisión de calor. Conceptos Básicos Termodinámica y transmisión de calor. Calor y otras formas de energía. Mecanismos de transmisión de calor: conducción, convección y radiación. Mecanismos simultáneos de transferencia de calor.
Tema II.2
Conducción de calor Ecuación unidimensional de la conducción de calor: ley de Fourier. Estado estacionario y no estacionario. Ecuación general de conducción de calor. Condiciones de frontera e iniciales. Conducción de calor en estado estacionario. Conducción de calor en régimen no estacionario
Tema II.3
Fundamentos de convección Mecanismo físico de la convección. Tipos de flujo. Capas límite cinética y térmica. Convección externa forzada. Clasificaciónde los flujos de fluidos. Capa límitede la velocidad. Capa límite térmica. Flujos laminar y turbulento. Transferencia de calor y de cantidad de movimiento en el flujo turbulento. Convección externa forzada. Convección interna forzada. Convección natural.
Tema II.4
Equipos y sistemas de transferencia de energía Intercambiadores de calor, equipos y diseño. Calderas y hornos. Sistemas de transferencia de energía. Sistemas de cogeneración.
Bibliografía básica
- INCROPERA, F.P., DEWITT, D.P. 1999. Fundamentos de Transferencia de Calor. 4ª Ed. Mexico: Prentice Hall Hispanoamericana. ISBN: 970-17-0170-4 (español).
SIGNATURA: 80 40, A114 17, A114 17A, FIS 495, FIS 285
- ÇENGEL, Y.A. 2007. Transferencia de calor y masa: un enfoque práctico. 3ª ed. Madrid: McGraw-Hill. ISBN: 9789701061732.
SIGNATURA: A114 12 1 y 2, A114 12A 1 y 2, A114 12B 1 y 2, A114 12C 1 y 2, 3 A05 135 1 y
- Fernández Pineda, Cristóbal. Introducción a la termodinámica. ES Sintesis 2010, 1 ed. Disponible libro electrónico a través de la Biblioteca da USC (Plataforma de préstamo de libros electrónicos)
Bibliografía complementaria
H. B. Callen, Thermodynamics, Wiley, 1960.
M.W. Zemansky, R.H. Dittman, Calor y Termodinámica (6ª ed.), McGraw-Hill, 1994.
A. de Vos, Thermodynamics of solar energy conversion, Wiley-VCH, 2008.
R. W. Haywood, Equilibrium Thermodynamics: ("single-axiom" approach) for engineers and scientists, Krieger, 1992.
E. P. Gyftopoulos, G.P. Beretta, Thermodynamics: foundations and applications, Dover, 2005.
R. W. Haywood, Ciclos termodinámicos de potencia y refrigeración, Limusa, 2000.
V. A. Kirillin, V. V. Sichev, A. E. Sheindlin, Termodinámica Técnica, Mir, 1976.
R. Vichnievsky, Termodinámica Técnica, Labor, 1978.
Y.A. Çengel, Transferencia de calor y masa (3ª ed.), McGrawHill, 2007.
K.D. Hagen, Heat transfer with applications, Prentice Hall, 2000.
BÁSICAS Y GENERALES
CG09 - Utilización de las bases científicas aplicables en el campo de las energías renovables, la sostenibilidad y la eficiencia energética para comparar y seleccionar las alternativas más eficientes y sostenibles en diferentes contextos socioeconómicos
CG06 - Conocer en profundidad las tecnologías y herramientas actuales en el campo de las energías renovables, la sostenibilidad y el cambio climático
CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio
CB8 - Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
TRANSVERSALES
CT03 - Capacidad para trabajar y tomar decisiones en entornos de presión en las que está sometidos a escasez de tiempo, presiones internas y externas, y limitación de recursos en general demostrando capacidad de liderazgo.
CT10 - Capacidad de análisis y de síntesis
CT13 - Capacidad para analizar las demandas, necesidades y expectativas del mercado
CT15 - Resolver problemas con iniciativa y creatividad poniendo en uso las habilidades y destrezas adquiridas en el campo de las energías renovables asumiendo las premisas marcadas por la sostenibilidad, y limitado por el marco del cambio climático
ESPECÍFICAS
CE13.- Hacer balances de energía para determinar rendimientos y optimizar procesos energéticos tanto en procesos como en equipos y conocer los mecanismos de transformación y trasmisión de calor.
CE15.- Reconocer los diferentes equipos de transferencia de energía y sus principios de funcionamiento.
CE17 - Planificar y gestionar los recursos energéticos y materiales para las energías, en procesos de producción y almacenamiento.
Clases expositivas (utilización de pizarra, ordenador, cañón), complementadas con las herramientas propias de la docencia virtual.
Seminarios realizados con profesorado propio do Máster, en el que se llevaran a cabo ejercicios interactivos para la resolución de problemas utilizando los conceptos de las clases expositivas.
Resolución de ejercicios prácticos (problemas, cuestiones tipo test, interpretación y procesamiento de la información, evaluación de publicaciones científicas, etc.).
Tutorías individuales o en grupo reducido.
Utilización de programas informáticos especializados e internet. Soporte docente on-line (Campus Virtual).
Estudio personal basado en las diferentes fuentes de información.
Realización de las diferentes pruebas para la verificación de la obtención tanto de conocimientos teóricos cómo prácticos y la adquisición de habilidades y actitudes.
Clases expositivas: clases magistrales presenciales en aula, propiciando la intervención del alumnado.
Clases interactivas:
- Seminarios: fundamentalmente de carácter presencial en aula; dedicadas al trabajo del alumno bajo la tutela del profesor, para estudiar con detalle aspectos importantes de la materia, y para la resolución de casos prácticos, problemas y cuestiones.
- Tutorías: para el seguimiento de los trabajos en grupo realizados por los alumnos y seguimiento personalizado del alumno; de carácter obligatorio, serán presenciales en aula o telemáticas, utilizando las plataformas virtuales a disposición en la USC y el correo electrónico.
Examen: 60%
Trabajos/Actividades: 30%
Tutorías: 10%
La evaluación en la segunda oportunidad se basará en la calificación del examen y de los trabajos (que deberán presentarse durante el curso), y la asistencia y participación, con la misma ponderación que en la primera oportunidad.
Para los casos de rendimiento fraudulento de ejercicios o pruebas, se aplicarán las disposiciones del Reglamento para la evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y la revisión de las calificaciones.
La evaluación de las habilidades adquiridas durante el curso se realizara de la siguiente forma:
• Examen: CG09, CG06, CB7, CT13, CE13, CE15
• Trabajos/Actividades: CG09, CB7, CB8, CT10, CT15, CE13
• Tutorías: CG09, CB8, CT03, CT13, CE17
ACTIVIDAD FORMATIVA HORAS PRESENCIALIDAD
Clases magistrales 13'5h 100% de presencialidad
Docencia interactiva. Seminarios 9h 100% de presencialidad
Docencia interactiva. Aula de informática 9h 100% de presencialidad
Tutoría en grupo 4'5h 100% de presencialidad
Trabajo personal del alumno y otras actividades 76.5h 0% de presencialidad
1. El estudo constante, el seguimento e interiorización al día de los conocimientos introducidos durante las clases teóricas y de seminario, le permitirán al alumno un buen rendimiento en la materia y la optimización de su tiempo, pues podrá sacar mayor provecho de las clases presenciales.
2. Consultar la bibliografía recomendada.
3. Utilizar las tutorías individualizadas y los seminarios de los profesores de la materia para la realización de los trabajos propuestos.
La materia se imparte en castellano y gallego.
Josefa Salgado Carballo
- Departamento
- Física Aplicada
- Área
- Física Aplicada
- Teléfono
- 881814110
- Correo electrónico
- j.salgado.carballo [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Titular de Universidad
Pastora Maria Bello Bugallo
Coordinador/a- Departamento
- Ingeniería Química
- Área
- Ingeniería Química
- Teléfono
- 881816789
- Correo electrónico
- pastora.bello.bugallo [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Profesor Contratado/a Doctor
Óscar Rodríguez Figueiras
- Departamento
- Ingeniería Química
- Área
- Ingeniería Química
- Teléfono
- 881816704
- Correo electrónico
- oscar.rodriguez [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Profesor Contratado/a Doctor
| Lunes | |||
|---|---|---|---|
| 17:00-18:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula C |
| Martes | |||
| 17:00-18:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula C |
| Miércoles | |||
| 17:00-18:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula C |
| Jueves | |||
| 17:00-18:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula C |
| Viernes | |||
| 17:00-18:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula C |
| 08.01.2025 09:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula C |
| 23.06.2025 09:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula C |