Ficha Asignatura - CF. TERMODINAMICA Y MECANICA FLUIDOS - Curso 2012/2013
 
   
Ficha Asignatura - Curso 2012/2013           
 
CF. TERMODINAMICA Y MECANICA FLUIDOS
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Nombre de Asignatura Código CT CP CTOT
CF. TERMODINAMICA Y MECANICA FLUIDOS 6421 4,5 3 7,5
Tipo Complemento de Formación Cuatrimestre Segundo Curso 4
Descripción Procesos termodinámicos y fluidomecánicos
Departamento Física y Arquitectura de Computadores
Área FÍSICA APLICADA
Titulación SEGUNDO CICLO DE INGENIERO INDUSTRIAL
Centro ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR DE ELCHE
Lengua(s) de impartición

Profesorado
Nombre e-mail Responsable Teoría Práctica
SERNA BALLESTER, ARTURO X X X


Próximas Clases
No se han establecido
Información Académica
   
Objetivos globales de la asignatura
Introducción a los procesos termodinámicos y fluidomecánicos
Objetivos globales teoría
Introducción a los procesos termodinámicos y fluidomecánicos
Temas Teoría (Contenidos)
PARTE I: TERMODINÁMICA

1. PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA TERMODINÁMICA

1.1 CONCEPTOS BÁSICOS: PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA
1.1.1 Sistema termodinámico: conceptos básicos; 1.1.2 Intercambio Energético entre Sistemas: Calor y Trabajo; 1.1.3 Temperatura: Termómetros y Escalas de Temperatura; 1.1.4 Postulado de estado: Sistemas simples y Gas Ideal; 1.1.5 Energía interna; 1.1.6 Conservación de la energía: Primer Principio de la Termodinámica; 1.1.6 Calor en procesos a Volumen o Presión constante: Entalpía; 1.1.7 Coeficientes caloríficos

1.2 ENTROPÍA: SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA
1.2.1 Procesos reversibles e irreversibles: Principio de máxima probabilidad; 1.2.2 Definición microscópica de la entropía: Segundo Principio de la termodinámica; 1.2.3 Equilibrio térmico y entropía: Redefinición de la temperatura; 1.2.4 Variación de Entropía en un proceso Reversible; 1.2.5 Variación de entropía en procesos irreversibles; 1.2.6 Análisis de procesos reversibles de un gas ideal; 1.2.7 Desigualdad de Clausius y Degradación de la Energía

1.3 MÁQUINAS TÉRMICAS Y REFRIGERADORES: CICLO DE CARNOT
1.3.1 Máquinas térmicas (Ciclos de Potencia): Rendimiento; 1.3.2 Refrigeradores (Ciclos inversos): Eficacia; 1.3.3 Consecuencias del Segundo Principio: Enunciado de Kelvin-Planck; 1.3.4 Consecuencias del Segundo Principio: Enunciado de Clausius; 1.3.5 Ciclo de Carnot: Máquina y refrigerador de Carnot; 1.3.6 Rendimiento y Eficacia del Ciclo de Carnot; 1.3.7 Teorema de Carnot


2. CICLOS DE POTENCIA Y DE REFRIGERACIÓN CON GAS

2.1 CICLOS DE COMBUSTIÓN INTERNA: CICLOS OTTO Y DIESEL
2.1.1 Tipos de Máquinas: Combustión; 2.1.2 Gas ideal con Coeficientes variables: Aire Estándar y uso de Tablas; 2.1.3 Motores de Explosión: Ciclo Otto; 2.1.3 Motores de Ignición por compresión: Ciclo Diesel; 2.1.4 Ciclo Dual de aire-estándar

2.2 CICLOS DE COMBUSTIÓN EXTERNA: CICLOS STIRLING Y BRAYTON
2.2.1 Ciclo de Stirling; 2.2.2 Turbinas de gas: Ciclo de Brayton; 2.2.3 Eficacia real de Turbinas y Compresores; 2.2.4 Ciclo Brayton de Refrigeración


3. SISTEMAS DE POTENCIA Y REFRIGERACION CON VAPOR

3.1 SISTEMAS CON VARIAS FASES O COMPONENTES: SUPERFICIES PVT
3.1.1 Sistemas con varias fases o componentes: Potencial Químico; 3.1.2 Interacción y Equilibrio material; 3.1.3 Cambio y Equilibrio de fases: Diagrama PT; 3.1.4 Superficies PVT; 3.1.5 Propiedades de sustancias usuales: uso de Tablas 

3.2 CICLOS DE POTENCIA CON VAPOR: CICLOS DE RANKINE
3.2.1 Máquinas de vapor y centrales térmicas: Ciclo Rankine; 3.2.2 Rendimiento del Ciclo Rankine ideal; 3.2.3 Rendimiento del Ciclo Rankine real; 3.2.4 Ciclo de Rankine con Sobrecalentamiento y Recalentamiento

3.3 CICLOS DE REFRIGERACIÓN CON VAPOR
3.3.1 Refrigeración por compresión: bomba de calor; 3.3.2 Eficacia de un sistema de refrigeración por compresión, 3.3.3 Acondicionamiento del Aire. Psicrometría (opcional)

PARTE II: MECANICA DE FLUIDOS

4. CONCEPTOS BÁSICOS Y CINEMÁTICA DE FLUIDOS

4.1 CONCEPTO DE FLUIDO: ESFUERZOS SOBRE UN FLUIDO Y VISCOSIDAD
4.1.1 Estructura molecular de la materia; 4.1.2 Estructura de sólidos, líquidos y gases; 4.1.3 Concepto de Fluido; 4.1.4 Tipos de fuerzas sobre fluido: Campo de esfuerzos; 4.1.5 Fluidos en Reposo y en Movimiento: Presión y Viscosidad

4.2 MOVIMIENTO DE LAS PARTÍCULAS DE UN FLUIDO
4.2.1 Sistemas materiales: Descripción Lagrangiana; 4.2.2 Descripción de Euler; 4.2.3 Visualización del Movimiento: Trayectorias y Líneas de Corriente

4.3 MOVIMIENTO Y DEFORMACIÓN DE UN FLUIDO: TIPOS DE FLUJO
4.3.1 direccionalidad y dimensionalidad; 4.3.2 Velocidad en las proximidades de un punto; 4.3.3 Traslación; 4.3.4 Rotación: Flujos rotacional e irrotacional; 4.3.5 Dilatación: Flujos compresible e incompresible; 4.3.6 Deformación angular: Flujo viscoso;


5. DINÁMICA DE FLUIDOS: FORMA INTEGRAL

5.1 TEOREMA DE TRANSPORTE Y ECUACIÓN DE CONTINUIDAD
5.1.1 Métodos diferencial e integral, 5.1.2 Ecuaciones Básicas para un Volumen de control material; 5.1.3 Volumen de control arbitrario: Teorema de Transporte; 5.1.4 Conservación de la masa: Ecuación integral de continuidad; 5.1.5 Caso Particular de un flujo uniforme y estacionario

5.2 ECUACIÓN INTEGRAL DE LA ENERGÍA
5.2.1 Conservación de la Energía: Ecuación Integral de la Energía; 5.2.2 Caso particular de un flujo uniforme y estacionario; 5.2.3 Ecuación Generalizada de Bernouilli: Pérdida de Carga; 5.2.4 Análisis de Turbinas y Compresores; 5.2.5 Análisis de Toberas, Difusores y Dispositivos de Estrangulación

5.3 ECUACIÓN INTEGRAL DEL MOMENTO LINEAL
5.3.1 Conservación del Momento Lineal: Ecuación del Momento Lineal; 5.3.2 Caso Particular de un flujo uniforme y estacionario; 5.3.3 Los Fluidos como sistemas motrices de hélices, turbinas, ...

6 SEMEJANZA Y NÚMEROS ADIMENSIONALES: FLUJOS INTERNO Y EXTERNO

6.1 SEMEJANZA Y NÚMEROS ADIMENSIONALES
6.1.1 Ecuación diferencial del momento lineal: Ecuación de Cauchy; 6.1.2 Flujo Newtoniano y Ecuación de Navier-Stokes: algunas soluciones; 6.1.3 Simulaciones experimentales: Semejanza y Números adimensionales; 6.1.4 Extrapolación de resultados: Limitaciones y otras estrategias; 

6.2 FLUJO EXTERNO: AERODINÁMICA
6.2.1 Arrastre y Sustentación; 6.2.2 Introducción al concepto de Capa Límite; 6.2.3 Desarrollo de las fuerzas de Arrastre y de Sustentación; 6.2.4 Cálculo del arrastre y sustentación

6.3. FLUJO INTERNO EN CONDUCTOS Y CANALES
6.3.1 Líneas de nivel energético: tipos de pérdida de carga; 6.3.2 Cálculo de Pérdidas de carga por fricción con la pared; 6.3.3 Cálculo de Pérdidas de carga singulares (o locales); 6.3.4 Sistemas de canalización: Tuberías en serie y en paralelo, 6.3.5 Introducción al flujo en canales abiertos (opcional)
Objetivos globales práctica
Afianzar conceptos relacionados con la asignatura e iniciación al estudio experimental
Prácticas
01 Dilatación térmica
02 Gases ideales
03 Aislamiento térmico
04 Colector Solar
05 Motor de aire caliente
06 Bomba de calor
07 Viscosímetro de caída
08 Túnel de viento
09 Resistencia al flujo
10 Pérdidas de carga en tuberías
Metodología Docente
Clases y ejercicios en aula 
Experimentos en Laboratorio 
Trabajos dirigidos
Sistema de Evaluación
Examen escrito e informe de prácticas
Bibliografía recomendada
Cámara Zapata, José María, "Problemas de Termodinámica José María Cámara Zapata ... [et al.]", Orihuela (Alicante) TC Ediciones D.L.1998
Moran, M.J., "Fundamentos de termodinámica técnica", Barcelona [etc.] Reverté D.L.1998-1999
Streeter, Victor L., "Mecánica de los fluidos", Mexico,[etc.] McGraw-Hill cop. 1988
Gerhart, Philip M., "Fundamentos de mécanica de fluidos", Wilmington Addison-Wesley Iberoamericana cop. 1995
Douglas, John F., "Problemas resueltos de mecánica de fluidos", Madrid Bellisco 1991
Documentación
Direcciones Web Relacionadas

Última actualización: 25/09/2012



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