Créditos ECTS Créditos ECTS: 6
Horas ECTS Criterios/Memorias Trabajo del Alumno/a ECTS: 102 Horas de Tutorías: 6 Clase Expositiva: 18 Clase Interactiva: 24 Total: 150
Lenguas de uso Castellano, Gallego
Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007 - 822/2021
Centro Facultad de Matemáticas
Convocatoria: Segundo semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable | 1ro curso (Si)
1. Introducción
- Perspectiva histórica
- La ciencia de la combustión
- Desarrollos futuros
2. Ecuaciones de conservación para flujos reactivos
- Mezclas multicomponente
* Fracciones másicas
* Fracciones molares
* Concentraciones molares
- Ecuaciones de estado para mezclas de gases ideales
* Ecuación térmica de estado
* Ecuación calórica de estado
- Transporte molecular en mezclas multicomponente
* Velocidades de difusión
* Transporte multicomponente
* Simplificaciones usuales en problemas de combustión
- Ecuaciones de conservación
* Masa
* Cantidad de movimiento
* Especies
* Energia
- Escalas características y números adimensionales
3. Termoquímica
- La hipótesis de combustión completa
* Mezcla estequiométrica
* Relación de equivalencia (o dosado relativo)
* Composición de la mezcla de productos en combustión completa
+ Combustión pobre
+ Combustión rica
- Temperatura adiabática de llama
* Definición
* Calor de combustión
* Cálculo de la temperatura adiabática de llama
+ cp Variable
+ cp Constant
- Combustión completa vs. combustión incompleta
* Especies mayoritarias y minoritarias
- Equilibrio químico en mezclas reactivas
* La constante de equilibrio
* Disociación de las especies mayoritarias
* Efecto de la temperatura y la presión
4. Cinética de la combustión
- Cinética química
* Tipos de reacciones elementales
* Mecanismos detallados y reducidos
* Mecanismos de un solo paso
* El límite de alta energía de activación
- Ritmo de liberación de calor por reacción química
- Hipótesis de estado estacionario
- Hipótesis de equilibrio parcial
- Ejemplos
* Combustión de hidrógeno
* Combustión de hidrocarburos
* Análisis de Zeldovich para la producción de NOx
5. Combustión en sistemas de composición homogénea
- Ecuaciones de conservación para sistemas de composición homogénea
- Combustión adiabática en un reactor bien agitado. Soluciones estacionarias
* El número de Damköhler
* Ignición y extinción: La curva en forma de S
- Teoría de Frank-Kamenetskii de explosiones térmicas en recintos cerrados
- Explosiones de radicales
* Límites de explosión en mezlas H2-O2
* Límites de explosión en mezlas HC-O2
- Ignición espontánea en una cámara de combustión de volumen variable
- Otros procesos de ignición
6. Frentes reactivos: Detonaciones y deflagraciones
- Relaciones de Rankine-Hugoniot
- Detonaciones
* Estructura ZND
* Detonaciones "galopantes"
* Estructura real de las detonaciones
- Deflagraciones o llamas premezcladas
* Estructura interna
* Velocidad de propagación
+ Variación con la presión y la relación de equivalencia
* Energía mínima de encendido
* Distancia de apagado
* Límites de inflamabilidad
7. Llamas de difusión
- Combustión no premezclada
- Parámetros termoquímicos relevantes
- El límite de reacción infinitamente rápida
- Efectos de cinética finita
* Llamas de difusión en contracorriente
* Ignición y extinción: La curva en forma de S
- Ejemplos
* Llamas de difusión de chorro
* Interacción de llamas con torbellinos
8. Evaporación y combustión de gotas y sprays
- Evaporación de gotas
- Combustión de gotas
- Descripción homogeneizada de la combustión de sprays
9. Inestabilidades de la combustión
- Estiramiento y curvatura de la llama
- Inestabilidad termo-difusiva
- Inestabilidad hidrodinámica
- Inestabilidad termoacústica
10. Combustión turbulenta
- Combustión turbulenta premezclada
* Escalas características
* Diagrama de regímenes
* Velocidad de llama turbulenta
- Combustión turbulenta no premezclada
* Escalas características
* Diagrama de regímenes
* Llamas de difusión de chorro turbulentas
- Transport Processes in Chemically Reacting Flow Systems. D. E. Rosner. Dover. 2000.
- Diffusion and Heat Transfer in Chemical Kinetics. D. A. FrankKamenetskii. Plenum Press.
1969.
- Fundamental Aspects of Combustion. A. Liñán & F. A. Williams. Oxford University Press.
1993
- Combustion Theory. F. A. Williams. BenjaminCummings.1985. 2 ed.
- Turbulent Combustion. N. Peters. Cambridge University Press. 2000
Básicas y generales :
GG1: Poseer conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en
el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación,
sabiendo traducir necesidades industriales en términos de proyectos de I+D+i en el
campo de la Matemática Industrial.
CG3 Ser capaz de integrar conocimientos para enfrentarse a la formulación de juicios
a partir de
información que, aun siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las
responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos;
CG4: Saber comunicar las conclusiones, junto con los conocimientos y razones últimas
que las sustentan, a públicos especializados y no especializados de un modo claro y
sin ambigüedades
CG5: Poseer las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de
un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo, y poder
emprender con éxito estudios de doctorado.
Específicas:
CE3: Determinar si un modelo de un proceso está bien planteado matemáticamente y
bien formulado desde el punto de vista físico.
CE5: Ser capaz de validar e interpretar los resultados obtenidos, comparando con
visualizaciones, medidas experimentales y/o requisitos funcionales del correspondiente sistema
físico/de ingeniería.
De especialidad “ Modelización ” :
CM1: Ser capaz de extraer, empleando diferentes técnicas analíticas, información
tanto cualitativa como cuantitativa de los modelos.
Clases en el aula.
CRITERIOS PARA LA 1ª OPORTUNIDAD DE EVALUACIÓN:
Los alumnos deben demostrar que entienden y saben aplicar los conceptos aprendidos
mediante la realización de trabajos propuestos en clase. Concretamente, a lo largo del
cuatrimestre los alumnos deberán realizar y entregar 4 trabajos sobre los temas
tratados en la asignatura (75% de la nota). Se valorará positivamente la asistencia a
clase (10% de la nota), y se realizará un examen tipo test al finalizar el cuatrimestre
(15% de la nota).
CRITERIOS PARA LA 2ª OPORTUNIDAD DE EVALUACIÓN:
Los mismos criterios que en la 1ª oportunidad.
UNIVERSIDADES DESDE LA QUE SE IMPARTE: Universidad Carlos III de Madrid
CRÉDITOS: 6 créditos ECTS
PROFESOR/A COORDINADOR/A: Marcos Vera Coello (marcos.vera [at] uc3m.es (marcos[dot]vera[at]uc3m[dot]es))
PROFESOR 1: Mario Sánchez Sánz (mssanz [at] ing.uc3m.es (mssanz[at]ing[dot]uc3m[dot]es))
PROFESOR 2:Eduardo Fernández Tarrazo (eafernan [at] ing.uc3m.es (eafernan[at]ing[dot]uc3m[dot]es))
Las clases se impartirán con los sistemas que indique el M2i. La tutorías también se pueden solicitar por Skype o MS Teams en todos los escenarios.