TERMO_APLI

Vista previa del material en texto

Termodinámica Aplicada 
INFORMACIÓN BÁSICA 
Código y Nombre Termodinámica aplicada 
Créditos 4 
Horas de trabajo semanal 
Presenciales: 4 horas 
Trabajo independiente: 8 horas 
Unidad(es) Académica(s) Escuela de Ingeniería Mecánica 
Programas Académicos Ingeniería Mecánica 
Prerrequisitos Fundamentos de Termodinámica 
Validable Sí 
Habilitable Sí 
Tipo de Asignatura Asignatura Profesional (AP) 
La asignatura favorece la 
Formación General 
No aplica 
Si No X 
 
DESCRIPCIÓN GENERAL DEL CURSO 
Curso centrado en la práctica de la aplicaciones energéticas (sistemas de generación de potencia y 
refrigeración); en el comportamiento del aire, sus procesos y dispositivos; en los principios de la 
combustión; y en los fundamentos del flujo compresible (estancamiento, flujo subsónico y 
supersónico, ondas de choque). Se complementa con visita a laboratorio de combustión y laboratorios 
de psicrometría y “chiller”. Compendia entonces aplicaciones termodinámicas, termodinámica de 
mezclas, de reacciones químicas, y de flujo compresible. 
 
 
RESULTADOS DE APRENDIZAJE (RA) E INDICADORES DE LOGRO (IL) 
SCC 1: Identificar, formular y resolver problemas complejos aplicando principios de 
ingeniería, ciencias y matemáticas. 
Componente 1: Identifica los parámetros y variables 
clave, restricciones relevantes, y aplica las leyes de las 
ciencias. 
RA.1.1.17: Representa los problemas de 
termodinámica utilizando esquemas técnicos 
mostrando datos y restricciones. 
 
Componente 2: Formula matemáticamente un 
problema, determina las propiedades relevantes, y 
ecuaciones asociadas. 
RA 1.2.21. Utiliza modelos matemáticos mediante 
balances masa y energía, y valoraciones de 
eficiencia. 
RA.1.2.35: Conoce y critica sistemas de 
generación de potencia y refrigeración, los 
procesos sicrométricos y de combustión, y el flujo 
compresible. 
 
Componente 3: Resuelve los problemas con la 
metodología seleccionada. 
RA 1.3.17: Resuelve los problemas de generación 
de potencia, refrigeración, sicrometría y flujo 
compresible con procedimientos analíticos y 
herramientas computacionales para obtener 
resultados. 
 
IL.1: Realiza un esquema gráfico 
apropiado del problema 
IL.2: Identifica y maneja las suposiciones 
y datos de entrada en los sistemas de 
aplicaciones termodinámicas 
IL.3: Implementa una estrategia plausible 
con ecuaciones que permitan resolver el 
problema de termodinámica aplicada 
IL.4: Implementa y ejecuta un 
procedimiento para la solución de 
problemas de termodinámica aplicada 
IL.5: Realiza análisis crítico y comentarios 
 
 
CONTENIDO TEMÁTICO 
Semanas UNIDADES 
1-4 
Ciclos de potencia a gas. Ciclos Otto, Diesel, Brayton. Interenfriamiento 
(intercooling), recalentamiento, regeneración, tópicos especiales. 
4-6 
Ciclos de potencia a vapor y ciclos combinados.: Ciclo Rankine ideal y real. 
Rankine regenerativo, y con recalentamiento. Ciclo combinado gas-vapor, 
Cogeneración. Tópicos especiales. 
6-8 
Ciclos de Refrigeración: Refrigeradores y bombas de calor. Ciclos ideal y real de 
compresión de vapor. Sistemas alternos de refrigeración por compresión de vapor. 
Sistemas de refrigeración por absorción. Refrigeración termoeléctrica. Tópicos 
especiales. 
9-12 
Mezclas de Gases: Fracción másica y molar. P-v-T en mezclas. Propiedades de 
mezclas de gases. Mezclas Gas-Vapor: El aire seco y húmedo. Propiedades 
termodinámicas del aire. Procesos psicrométricos. Confort. Sostenibilidad. 
Tópicos especiales. 
12-14 
Reacciones de combustión: Combustión y combustibles. Procesos ideales y 
reales. Análisis de 1a Ley. Temperatura de flama adiabática. Entropía y 2da Ley 
de en sistemas reactivos. Tópicos especiales. 
14-16 
Flujo Compresible: Propiedades de estancamiento. Velocidad del sonido y 
número de Mach. Flujo isentrópico 1-D. Ondas de choque y de expansión. Flujo 
en ductos con transmisión de calor y sin fricción (Rayleigh).. Toberas. Tópicos 
especiales. 
 
METODOLOGÍA 
Los estudiantes deben asistir y participar en las clases, talleres, y trabajando en casa. Para facilitar el 
proceso de aprendizaje se dispone de ayudas del profesor, videos, y textos; el profesor guiará con 
clases magistrales, desarrollará ejemplos ilustrativos, planteará ejercicios al grupo, sugerirá talleres, 
lecturas, y asignará tareas y trabajos para desarrollar fuera de clase. Se realizarán evaluaciones 
parciales para evaluar los resultados de aprendizaje. 
 
RECURSOS DE APOYO 
Los cursos son magistrales y requieren ayudas de presentación PowerPoint, y acceso a internet para 
videos, demostraciones, y presentaciones de grupo. Visitas a los laboratorios de combustión y 
laboratorios de sicrometría y “chiller”. Se requiere asistencia de un monitor. 
 
 
EVALUACIÓN DEL CURSO 
Se realizarán exámenes parciales para evaluar los resultados de aprendizaje adquiridos 
Actividades evaluativas RA Porcentaje 
total 
Evaluaciones Parciales de igual peso 
relativo cada uno 
RA 1.1.17. 
RA 1.2.21. 
RA 1.2.35. 
RA 1.3.17. 
100 % 
 
 
BIBLIOGRAFÍA 
[1] Cengel,Y. A. and Boles, M. A. “Termodinámica”, 8th ed. McGraw-Hill, 2019. 
[2] Moran, M. J. y Shapiro, H. N. “Fundamentos de termodinámica técnica”, 2ª ed. Reverté, 2004 
[3] Bejan A. “Advanced engineering thermodynamics”, 2nd ed. John Wiley & Sons, 1997. 
[4] Smith, J. M. “Introducción a la Termodinámica en Ingeniería Química”, 6ª ed. McGraw-Hill, 
2002