Download 5619 maquinas termicas - Área Mecánica y Eléctrica

Universidad Autónoma de San Luis Potosí
Facultad de Ingeniería
Programas Analíticos del Área Mecánica y Eléctrica
A) CURSO
Clave
5619
Horas de teoría
por semana
5
Asignatura
Máquinas Térmicas
Horas de práctica
por semana
1
Horas trabajo
adicional estudiante
5
Créditos
11
Horas
Totales
80
B) DATOS BÁSICOS DEL CURSO
IEA
Nivel:
Tipo
(Optativa,
Obligatoria)
Prerrequisito:
Clasificación
CACEI:
IM
IMA
IME
VI
V
V
Obligatoria
Obligatoria
Obligatoria
Termodinámica
Termodinámica
Termodinámica
CI
CI
CI
IMT
C) OBJETIVO GENERAL DEL CURSO
Al finalizar el curso el estudiante será capaz de:
Reconocer y manejar las expresiones matemáticas, tablas y gráficas relevantes y los principios requeridos para la solución
de problemas de aplicaciones prácticas de la termodinámica. También será capaz de proponer mejoras para el mejor
aprovechamiento de la energía en las maquinas térmicas.
D) CONTENIDOS Y MÉTODOS POR UNIDADES Y TEMAS
1.- Rendimientos
5 hrs
Objetivo
Que el estudiante comprenda y utilice los conceptos y procedimientos de evaluación del rendimiento y de
Especifico: la eficiencia y pueda resolver problemas sobre ellos.
1.1 Trabajo. Potencia.
1.2 Potencia calorífica.
1.3 Rendimiento térmico.
1.4 Rendimiento de máquina y motor térmico.
1.5 Rendimiento mecánico.
Lecturas y otros recursos Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida.
Métodos de enseñanza
Actividades de
aprendizaje
Exposición en aula, cuestionar a alumnos, dialogo, solución de problemas típicos, cumplir
con prácticas de laboratorio, aclaración de dudas.
Solución de problemas del tema tomados de la bibliografía sugerida, prácticas de laboratorio
y debate en clase de los resultados obtenidos en el laboratorio.
2.- Compresores de gas
12 hrs
Objetivo
Que el alumno identifique e interprete los diferentes tipos de compresores, comprenda y maneje los
Especifico: conceptos, expresiones y resuelva problemas relacionados con el tema.
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2.1 Tipos de compresores. Curvas de compresión.
2.2 Aire libre. Eficiencia volumétrica. Eficiencia de compresor.
2.3 Compresión en varias etapas.
2.4 Expansores de gas.
Lecturas y otros recursos Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida.
Métodos de enseñanza
Actividades de
aprendizaje
Exposición en aula, cuestionar a alumnos, dialogo, solución de problemas típicos, cumplir
con prácticas de laboratorio, aclaración de dudas.
Solución de problemas del tema tomados de la bibliografía sugerida, prácticas de laboratorio
y debate en clase de los resultados obtenidos en el laboratorio. Así como la identificación de
curvas de compresión.
3.- Motores de Combustión Interna
15 hrs
Objetivo
Que el alumno compare, clasifique, interprete, los diferentes tipos de motores de combustión interna y sus
Especifico: características de operación comprenda y maneje los conceptos, expresiones y resuelva problemas
relacionados con el tema.
3.1 Ciclo Otto.
3.2 Ciclo Diesel.
3.3 Ciclo de Combustión Dual.
Lecturas y otros recursos Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida.
Métodos de enseñanza
Actividades de
aprendizaje
Exposición en aula, cuestionar a alumnos, dialogo, solución de problemas típicos, cumplir
con prácticas de laboratorio, aclaración de dudas.
Efectuar ejercicios del tema tomados de la bibliografía sugerida, prácticas de laboratorio y
debate en clase de los resultados obtenidos en el laboratorio. Análisis de problemas reales
sobre motores de combustión interna.
4.- Turbinas de Gas
15 hrs
Objetivo
Que el alumno comprenda y utilice los conceptos, expresiones y resuelva problemas relacionados con las
Especifico: turbinas de gas.
4.1 Ciclo Brayton. Ideal y con fricción.
4.2 Calentamiento regenerativo. Eficiencia del regenerador.
4.3 Combustores . Eficiencia.
4.4 Potencia máxima.
4.5 Compresión en múltiples etapas.
4.6 Motores “Jet”.
4.7 Motores de cohete.
Lecturas y otros recursos Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida.
Métodos de enseñanza
Actividades de
aprendizaje
Exposición en aula, cuestionar a alumnos, dialogo, solución de problemas típicos, cumplir
con prácticas de laboratorio, aclaración de dudas.
Efectuar ejercicios del tema tomados de la bibliografía sugerida, prácticas de laboratorio y
debate en clase de los resultados obtenidos en el laboratorio. Análisis de problemas
relacionados con turbinas de gas.
5.- Toberas y Difusores
Objetivo
Que el estudiante obtenga las características de diseño para cualquier tobera.
Especifico:
5.1 Propiedades de los fluidos.
5.2 Estancamiento, velocidad acústica y número de Mach.
5.3 Tipos de toberas.
5.4 Difusores.
5.5 Aplicaciones.
12 hrs
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Programas Analíticos del Área Mecánica y Eléctrica
Lecturas y otros recursos
Métodos de enseñanza
Actividades de
aprendizaje
Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida.
Exposición en aula, cuestionar a alumnos, dialogo, solución de problemas típicos, cumplir
con prácticas de laboratorio, aclaración de dudas.
Efectuar ejercicios del tema tomados de la bibliografía sugerida, prácticas de laboratorio y
debate en clase de los resultados obtenidos en el laboratorio. Trabajo en equipo para la
obtención de las características de diseño de toberas.
6.- Turbinas de vapor., Bomba calorimétrica y Sistemas de refrigeración.
21 horas
Objetivo
A partir del vapor de agua a través de una máquina térmica, el alumno obtenga un trabajo y luego sus
Especifico: aplicaciones correspondientes. A partir del trabajo el alumno obtenga el calor (calefacción y/o
refrigeración) y sus aplicaciones correspondientes.
6.1 Ciclo Rankine.
6.2 Variaciones del ciclo Rankine.
6.3 Ciclo binario.
6.4 Bomba calorimétrica
6.5 Características de la bomba calorimétrica.
6.6 Ciclos de refrigeración y calefacción por compresión de vapor.
6.7 Ciclo de refrigeración por compresión de gas.
6.8 Refrigeración al vacío.
6.9 Refrigeración por absorción.
Lecturas y otros recursos Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida.
Métodos de enseñanza
Actividades de
aprendizaje
Exposición en aula, cuestionar a alumnos, dialogo, solución de problemas típicos, cumplir
con prácticas de laboratorio, aclaración de dudas.
Efectuar ejercicios del tema tomados de la bibliografía sugerida y cumplir con prácticas de
laboratorio. presentación en PPTde tópicos relacionados con el tema.
E) ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE
a)
b)
c)
d)
e)
Exposición convencional de cada tema por parte del profesor.
Aprendizaje Basado en Problemas.
Aprendizaje Cooperativo.
Estudio de Casos.
Experimentos.
PRÁCTICAS:
Para la realización de prácticas, se consideran un total de16 sesiones de una hora. Las prácticas a realizar se listan a
continuación:
1. Seguridad en el laboratorio.
2. Determinación de curvas características de un motor a gasolina en banco de ensayos.
3. Cambios de Energía.
4. Compresores.
5. Función de las partes principales del motor a combustión interna.
6. Ajuste de la mezcla de aire-combustible en un motor a gasolina por medio del carburador.
7. Conocimiento general del equipo e instrumentos de medición para equipo de combustión interna.
8. Medida del consumo de combustible de un motor a Diesel y su momento de fricción.
9. Determinación de curvas características de un motor Diesel en un banco de ensayo.
10. Medida del consumo de combustible y su momento de fricción.
11. Turbinas de vapor.
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12. Transferencia de calor en una caldera.
13. Análisis de fallas y funcionamiento de un motor Diesel.
14. Proyecto.
F) EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN
Evaluación:
Periodicidad
1er. Evaluación Parcial
16 sesiones
Forma de Evaluación y
Ponderación Sugerida
Examen 80% , Tareas 20%
2º Evaluación Parcial
16 sesiones
Examen 80% , Tareas 20%
3
3er. Evaluación Parcial
16 sesiones
Examen 80% , Tareas 20%
4
4a.. Evaluación Parcial
16 sesiones
Examen 80% , Tareas 20%
5
5a.. Evaluación Parcial
16 sesiones
Examen 80% , Tareas 20%
6
Evaluación Final Ordinario
Temas a Cubrir
1y2
100% (Promedio de las
Evaluaciones Parciales)
Otra Actividad:
Examen Extraordinario
Examen a título
Examen de regularización
Semana 17 del
semestre en curso
De acuerdo a
programación de
Secretaría Escolar
De acuerdo a
programación de
Secretaría Escolar
100% Examen
100% Temario
100% Examen
100% Temario
100% Examen
100% Temario
G) BIBLIOGRAFÍA Y RECURSOS INFORMÁTICOS
Textos básicos:
1.
2.
3.
4.
5.
FAIRES V. M., Thermodynamics, Macmillan, 6th. ed.
FAIRES V. M., Problems on thermodynamics, Macmillan, 6th. ed.
CENGEL, YUNUS A. & BOLES, MICHAEL A. Termodinamica , mc. Graw Hill, 6ª. Ed.
MORAN, MICHAEL J. & SHAPIRO, HOWARD N. Fundamentos de Termodinámica Tecnica Editorial Reverte 2ª.
Edición.
KENNETH WARK, Termodinámica, McGraw-Hill, 4a. ed.
Textos complementarios:
1.
2.
3.
4.
5.
BURGHARDT M. DAVID. Ingeniería Termodinámica, Harper & Row Latinoamericana, 2ª. Ed.
CARROLL M. L. & MALEEV V. L. Heat Power Fundamentals, Pitman.
VAN WYLEN, GORDON. Fundamentos de termodinámica. Limusa ,2ª. Ed.
JONES J. B. & DUGAN R.E. , Ingeniería Termodinámica , Prentice Hall
LEVENSPIEL O., Fundamentos de termodinamica, Pretntice Hall, 1997.
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6.
ZEMANSKY VAN & NESS, Basic engineering thermodynamics, Mc Graw Hill.
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