MATERIA: MÁQUINAS TÉRMICAS.

 

SEGUNDO AÑO

 

Ciclo Escolar 2000/2001

Hrs. Semana: 5

Objetivo: Una de las preocupaciones más importantes de la humanidad y en particular de la ingeniería, es la transformación de las fuentes de energía en aquellas formas que sean más fácilmente aprovechadas por el hombre; una de esas fuentes es la energía mecánica, la que por medio de dispositivos que trabajan con base en el calor logran producir un trabajo.  El objetivo es ayudar a que el estudiante llegue a comprender los fundamentos teóricos de como hacerlo y en un futuro los aplique eficazmente en la práctica.

 

Bibliografía:

1.- Termodinámica.

    José A. Manríquez / R.S. Cárdenas.

    Harla.

 

2.- Fundamentos de Termodinámica.

    Gordon J. Van Wylen.

    Limusa.

 

3.- Termodinámica.

    Virgil Morning Faires.

    Uteha.         

 

4.- Ingeniería Termodinámica.

    Reynolds/Perkins.

    Mc.Graw-Hill.

 

5.- Energía Mediante Vapor Aire y Gas.

    W.H. Severns.   

    Reverté.

   

6.- Energía y Máquinas Térmicas.

    Luis Arreola / Francisco Rosello.

    Limusa.

 

7.- Principios de Termodinámica para Ingenieros.

    John R. Howell / Richard O. Buckius.

    Mc. Graw-Hill.

 

8.- Balance General de Energía 1992.

    S.E.M.I.P.

 

9.- Ingeniería Termodinámica.

    M. David Burghardt.

    Harla.

 

 

10.- Termodinámica.

     Irving Granet.

     PHI Prentice Hall.

 

Programa Sintético.

 

 1.- Conceptos y Definiciones Básicos ..........................................................   10 Hrs.

 2.- Propiedades Termodinámicas de los Gases y de los Vapores   12 Hrs.

 3.- Energía, Trabajo y Calor   ....................................................................... 18 Hrs.

 4.- Primera Ley de la Termodinámica  .........................................................  30 Hrs.

 5.- Segunda Ley de la Termodinámica   ......................................................... 15 Hrs.

 6.- Entropía y la Segunda Ley   .................................................................... 15 Hrs.

 7.- Ciclos Termodinámicos.. 15 Hrs..........................................................................

 8.- Transferencia de Calor5 Hrs............................................................................... .

 9.- Generadores de Vapor   12 Hrs.......................................................................... .

10.- Turbinas de Vapor   8 ................................................................................. Hrs.

TOTAL DE HORAS MINIMAS ANUALES   140 Hrs.

 

Programa Desarrollado:

 

1.- Conceptos y Definiciones Básicas.

1.- Termodinámica y la importancia de su estudio.

2.- Objetivo, importancia y clasificación de las máquinas térmicas.

3.- Sistema Termodinámico.

4.- Propiedad intensiva y extensiva.

5.- Estado, equilibrio, proceso, trayectoria, ciclo.

6.- Presión.

7.- Igualdad de temperatura.

8.- Ley Cero de la termodinámica.

9.- Volumen específico y densidad.

10.- Sistema de unidades.

 

2.- Propiedades Termodinámicas de los Gases y de los Vapores.

1.- Consideraciones básicas.

2.- Ecuaciones de estado de los gases.

3.- El proceso termodinámico de los gases.

4.- Sustancia pura y sus fases.

5.- Propiedades de saturación.

6.- Propiedades críticas.

7.- Equilibrio sólido-líquido-vapor.

8.- Calidad de una mezcla vapor-líquido.

 

3.- Energía, Trabajo y Calor.

1.- Energía y Sociedad.

2.- Energía y sus transformaciones.

3.- Energía interna o térmica.

 

 

4.- Trabajo.

5.- Evaluación del trabajo en procesos termodinámicos.

6.- Calor y su equivalente mecánico.

7.- Calor específico.

 

4.- Primera Ley de la Termodinámica.

1.- Primera ley para un sistema cerrado.

2.- Conservación de masa y volumen de control.

3.- Entalpía.

4.- Primera ley para un sistema abierto.

5.- Diagramas de equilibrio.

6.- Coeficiente de Joule-Thomson.

 

5.- Segunda Ley de la Termodinámica.

1.- Introducción.

2.- Enunciado de Kelvin y Planck de la Segunda Ley.

3.- Reversibilidad e irreversibilidad.

4.- Depósitos de calor y de trabajo.

5.- El principio de Carnot.

6.- El ciclo de Carnot.

7.- Escala termodinámica de temperatura y eficiencia de Carnot.

8.- El refrigerador y la bomba de calor de Carnot.

 

6.- Entropía y la Segunda Ley.

1.- Desigualdad de Clausius.

2.- Deducción de la entropía.

3.- Principio de incremento de entropía.

4.- La entropía como función de otras propiedades.

5.- Diagramas.

    5.1.- Temperatura-entropía.

    5.2.- Entalpía-entropía (diagrama de Mollier).

6.- Disponibilidad de la energía.

 

7.- Ciclos Termodinámicos.

1.- Introducción.

2.- Ciclo Otto.

3.- Ciclo Diesel.

4.- Ciclo Brayton.

5.- Ciclo Rankine y sus modificaciones.

 

8.- Transferencia de Calor.

1.- Modalidades de la transferencia de calor.

2.- Leyes de la transferencia de calor.

3.- Modos combinados de transferencia de calor.

4.- Cambiadores de calor o intercambiadores térmicos.

 

 

9.- Generadores de Vapor.

1.- Generalidades.

2.- Calderas y su clasificación.

3.- Partes principales del generador de vapor:

    3.1.- Economizadores.

    3.2.- Precalentadores de aire.

    3.3.- Sobrecalentadores.

    3.4.- Recalentadores de vapor.

4.- Combustibles usados.

5.- Protección contra sobre presión.

6.- Sistemas elementales de control.

7.- Superficie de calefacción.

8.- Capacidad nominal de una caldera.

9.- Conceptos y definiciones:

    9.1.- Caballo caldera.

    9.2.- Porciento de carga.

    9.3.- Eficiencia y pérdidas.

10.- Balance térmico.

11.- Transmisión de calor en dispositivos del generador de vapor.

 

10.- Turbinas de Vapor.

1.- Clasificación según el principio de operación:

    1.1.- De impulso.

    1.2.- De reacción.

2.- Toberas: convergentes-divergentes, velocidad de salida, presión crítica.

3.- Escalonamiento de velocidad y de presión.

4.- Regulación de velocidad.

5.- El sistema de condensado.

 

SUGERENCIA: Que el primer semestre quede comprendido por los primeros cuatro capítulos (70 Hrs) realizando una evaluación de cada uno de ellos.  Para el segundo semestre los capítulos faltantes con evaluación por capítulo en el 5, 6 y 7 y conjuntamente 8, 9 y 10.