TERMODINAMICA II

UNIVERSIDAD ANDINA “NÉSTOR CÁCERES VELÁSQUEZ” VICERRECTORADO ACADÉMICO

SILABO I.

INFORMACIÓN GENERAL

1.1. ASIGNATURA

: TERMODINÁMICA II

1.2. CRÉDITOS

: 04

1.3. FACULTAD

: INGENIERÍAS Y CIENCIAS PURAS

1.4. CAP.

: INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

1.5. SISTEMA CURRICULAR

: RÍGIDO SEMESTRALIZADO

1.6. ÁREA CURRICULAR

: MECÁNICA

1.7. NIVEL DE ESTUDIOS

: TERCER AÑO

1.8. SEMESTRE ACADÉMICO

: QUINTO

1.9. NÚMERO DE HORAS SEMANALES :

HT. 3

HP. 2

TOTAL HORAS: 5 1.10. DURACIÓN DEL CURSO

: 17 SEMANAS

1.11. PROFESOR RESPONSABLE

: M.Sc. MARIO ALEJANDRO RAMOS HERRERA

CONDICIÓN CONTRATADO

II.

CATEGORÍA

DESCRIPCION DE LA ASIGNATURA Y/O SUMILLA

DEDICACIÓN

2.1. NATURALEZA DE LA ASIGNATURA El curso de Termodinámica II está orientado a la formación del estudiante en el área de Ingeniería Mecánica de tal manera que el estudiante se forme teóricamente en la solución de problemas relacionados con las máquinas térmicas y sus ciclos, así también se formará prácticamente para aplicar sus conocimientos en situaciones reales de procesos termodinámicos. 2.2. PROPÓSITO O FINALIDAD DE LAS ASIGNATURAS El propósito más importante de la asignatura es desarrollar capacidades en el estudiante para solucionar problemas de cálculo y selección de los ciclos termodinámicos más importantes previstos en la asignatura. 2.3. SÍNTESIS DE CONTENIDOS (CAPÍTULOS Y/O UNIDADES DIDÁCTICAS)

CAP. I CAP. II CAP. III CAP. IV. CAP. V CAP. VI

III.

: PROCESOS DE LA COMBUSTIÓN : COMPRESORES Y COMPRESIÓN DE GASES : CICLO RANKINE : CICLO JOULE BRAYTON : CICLOS DE MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA : CICLOS DE REFRIGERACIÓN Y BOMBAS DE CALOR

OBJETIVOS:

3.1. OBJETIVOS GENERALES: 3.1.1. El objetivo del curso de Termodinámica II, es dar un marco teórico práctico sólido basado en el análisis en ingeniería y la práctica aplicada a la industria regional y nacional. 3.1.2. Desarrollar criterios para la comprensión física y aplicación práctica de las leyes que rigen las máquinas térmicas y sus principios básicos de funcionamiento desde el punto de vista ideal.

3.2. OBJETIVOS ESPECIFÍCOS: 3.2.1. Mostrar al estudiante de Ingeniería Mecánica Eléctrica las aplicaciones teórico – prácticas de la termodinámica en la industria energética. 3.2.2. Orientar al estudiante para que tome conciencia de la teoría desarrollada, la cual aplicará cuando ejerza su profesión. 3.2.3. Capacitar al estudiante en la utilización de las leyes de la Termodinámica en los diversos campos de la industria.

IV.

PROGRAMACIÓN ANALÍTICA

HRS.

% PARC.

ACUM.

5

5,9

6

5

5,9

6

5

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6

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6

5

5,9

6

CONTENIDO Teoría: Introducción al curso y su importancia en la formación del Ingeniero Mecánico Electricista. Naturaleza de la Termodinámica. Trabajo. Energía. Potencia, Eficiencia. PROCESOS DE LA COMBUSTIÓN. 1. Introducción general 2. Combustibles 3. Ecuación Química, reactivos y productos de la combustión. 4. Combustión con aire 5. Métodos para analizar la composición de los gases 6. Entalpía de la combustión 7. Aplicación de la primera ley de la termodinámica 8. Flama adiabática 9. Poder calorífico. 10. Compresores. Clasificación. Funcionamiento. 11. Tipos de Compresores con desplazamiento alternativo. 12. Consideraciones para el análisis de la compresión de gases. 13. Proceso termodinámico 14. Compresión en un compresor ideal sin volumen muerto. 15. Compresiones en un compresor ideal con volumen muerto. 16. Eficiencia 17. Potencia 18. Rendimiento. 19. Selección de motores eléctricos para compresores. 20. Planta de generación de energía simple a vapor 21. Ciclo Rankine 22. Efectos de las condiciones de una máquina Rankine. 23. Ciclo Rankine con recalentamiento 24. Ciclo Regenerativo 25. Calentadores para calderas. 26. Diferencia entre los ciclos reales y los ciclos ideales 27. Ciclo Rankine con regeneración y recalentamiento 28. Aplicación de software de cálculo de C. R. 1ra. Evaluación Parcial: se tomará 01 evaluación teórico práctica en las fechas indicadas la que consistirá en un 75% de aspectos prácticos y 25% de aspectos teóricos. 29. Ciclo para una turbina a gas 30. Ciclo J B 31. Eficiencias del ciclo Joule Brayton 32. Ciclo J-B con regeneración 33. Ciclo J-B con recalentamiento intermedio 34. Ciclo J-B regenerativo ideal 35. Ciclo J-B ideal en múltiples etapas 36. Ciclo Mixto gas-vapor 37. Ciclo para motores aeronáuticos. 38. Motor teórico de explosión de 4 tiempos 39. Ciclo Otto: presión media efectiva, relación de compresión, eficiencia 40. Motor teórico Diesel de 4 tiempos 41. Ciclo Diesel: relación de compresión, relación de corte, expansión, eficiencia del ciclo 42. Ciclo Dual 43. Ciclos reales: para un motor de explosión, para un diesel de 4 tiempos, para un motor de dos tiempos. 44. Evaluación de un MCI: Diagramas, trabajo, potencia, cilindrada, consumo de combustible 45. Consideraciones para el diseño de MCI. 46. Sistema de refrigeración por compresión 47. Ciclo Carnot frigorífico 48. Clasificación de los sistemas de refrigeración. 49. Ciclos de refrigeración por absorción de vapor 50. Ciclos de refrigeración por compresión de gases 51. Ciclo de Refrigeración por compresión de gases básico, básico abierto, con regeneración 52. Criogenia y licuefacción de gases 53. Bombas de calor. 2da. Evaluación Parcial: se tomará 01 evaluación teórico práctica en las fechas indicadas la que consistirá en un 75% de aspectos prácticos y 25% de aspectos teóricos. Los exam. final y de aplaz. se consideran en esta unidad.

BIBLIOGRAFÍA ESPECÍFICA POR CAPÍTULOS

TERMODINÁMICA - FAIRES TERMODINÁMICA - FAIRES TERMODINÁMICA - FAIRES TERMODINÁMICA - FAIRES TERMODINÁMICA - UGARTE TERMODINÁMICA UGARTE TERMODINÁMICA UGARTE TERMODINÁMICA FAIRES TERMODINÁMICA FAIRES

TERMODINÁMICA UGARTE TERMODINÁMICA - UGARTE TERMODINÁMICA - UGARTE TERMODINÁMICA - FAIRES TERMODINÁMICA - UGARTE TERMODINÁMICA - FAIRES TERMODINÁMICA - UGARTE

TERMODINÁMICA - FAIRES

TERMODINÁMICA - UGARTE

V.

ESTRATEGIAS METODOLOGÍCAS 5.1. Métodos a. Inductivo – deductivo b. Analítico – sintético c. Proyectos d. Dialéctico 5.2. Procedimientos MEDIOS Y MATERIALES EDUCATIVOS

(solo enumerarlos)

Este curso es de contenido teórico práctico, apoyado con trabajos de investigación, se desarrolla en los ambientes de la C.A.P. de Ingeniería Mecánica Eléctrica, con las facilidades y el apoyo de los medios audiovisuales, aplicando en las clases teóricas, las prácticas de Laboratorio, en Trabajos de Investigación. 5.3. Técnicas a. Dinámica grupal b. Exposición grupal c. Participación en talleres y laboratorios d. Uso de bibliografía diversa e. Asesorías

VII.

MEDIOS MATERIALES EDUCATIVOS (solo enuméralos)

Libros, tablas de conversiones, láminas, videos, transparencias y diapositivas

VIII.

EVALUACIÓN

8.1 Técnicas e instrumentos Prácticas de laboratorio, exámenes orales, exámenes escritos, prácticas calificadas.

8.2. Criterios de Evaluación Logros de conocimiento (Nivel de análisis y facilidad para resolver problemas). Logros de capacidades (Interpretación de gráficos, destreza en manejo de instrumentos). Logros de actitudes (Tolerancia, respeto, responsabilidad y cooperación).

8.3.

Fórmula para calcular el promedio final

El valor porcentual de los promedios evaluados, para obtener la nota de semestre es la siguiente: Trabajos Prácticos = 10%; Prácticas de laboratorio = 15%; Tareas académicas 5%; Trabajos de Investigación = 10% y Exámenes parciales 60%, entonces la nota del proceso será igual a:

P = 0,10(TP) + 0,15(PL) + 0,05(TA) + 0,10(TI) + 0,60(EP)

IX.

CRONOGRAMA DE EVALUACIÓN

ACCIONES DE EVALUACION

INSTRU

MES

DIA

HORAS

%

26

3

40

MENTOS

1RA. EVALUACION

Examen

Octubre

2DA. EVALUACION

Laborat.

Noviemb.

Nov.

-

20

3RA. EVALUACION

Examen

Diciemb.

15

3

40

TOTAL

X.

100

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA

1.- MANUAL DEL INGENIERO MECÁNICO I, II, III, Baumeister y Avallone, ed. 2. ed. McGraw-Hill. 2008 2.- INGENIERÍA TERMODINÁMICA, J. B. Jones, R. E. Dugan, Ed. Prentice Hall-Mexico, 2000 3.- TERMODINÁMICA II, Francisco Ugarte Palacín, Editorial UNI, 2006 4.- TERMODINÁMICA, Virgil Faires, Unión Tipográfica Editorial Hispanoamericana, Barcelona, 1983

XI.

HORARIO

INTENSIDAD HORARIA (TEORÍA, PRÁCTICA, LABORATORIOS)

DÍA DE LA SEMANA LUNES HORA

MARTES

SALON

Clases Teóricas

MIERCOLES

HORA

SALÓN

HORA

SALÓN

07:30 a 09:45

IME

07:30 a 9:00

IME

JUEVES HORA

SALÓN HORA

Clases Prácticas Laboratorios Prácticas

Prof. de asignatura

IME Según capítulo

LAB IME

Según capítulo

LAB IME

Decano de Facultad

VIERNES

Ofic. Tecnología Educativa

SALÓN