MATERIA: MÁQUINAS
TÉRMICAS.
SEGUNDO AÑO
Ciclo Escolar
2000/2001
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.