Download Termodinámica II (7139)

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PANAMÁ
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
DEPARTAMENTO DE
ASIGNATURA:
COD. DE ASIGNATURA:
CREDITOS:
TERMODINAMICA II
7139
4
HORAS:
ULTIMA VERSIÓN:
PRE-REQUISITO:
3 de teoría y una de laboratorio
BREVE DESCRIPCION:
Sistemas de generación de energía. Ciclos de vapor. Ciclos de potencia de gas. Ciclos de
refrigeración.
Características de los refrigerantes.
Termodinámica de mezclas no
recreativas de gases y vapores. Carta psicrométrica. Termodinámica de mezclas reactivas.
Estequiometría. Ecuación de Combustión. Introducción al equilibrio químico y de fases .
OBJETIVOS GENERALES:
a.
b.
c.
Aplicar los principios de la termodinámica clásica a problemas prácticos de la
ingeniería.
Proporcionar un tratamiento introductorio de la termodinámica a aplicaciones que
implican mezclas de varias sustancias tales como mezclas de gases no reactivas,
mezclas de gas-vapor y el acondicionamiento de aire.
Estudiar el proceso de combustión y desarrollar el criterio de equilibrio químico y de
fase.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
1. Evaluar el desempeño de los ciclos de potencia de gas.
2. Analizar los ciclos de potencia de gas cerrado y abiertos.
3. Resolver problemas basados en los ciclos de Otto, Diesel, Brayton y sus variantes
4. Evaluar el desempeño de los ciclos de potencia de vapor.
5. Analizar los ciclos de potencia de vapor con co-generación.
6. Resolver problemas basados en los ciclos Rankine; simple, con recalentamiento,
regenerativo y combinado
7. Introducir los conceptos de refrigeradores y bombas de calor y como medir su
desempeño.
8. Analizar el ciclo de refrigeración por compresión de vapor ideal y real.
9. Analizar los sistemas de refrigeración de gas.
10. Introducir los conceptos de sistemas de refrigeración por absorción
11. Desarrollar y aplicar reglas para determinar las propiedades de las mezclas a
mezclas de gases ideales y reales.
12. Predecir el comportamiento P-v-T de las mezclas de gas con base en las leyes de
Dalton y Amagat.
13. Aplicar los principios de conservación de la masa y de la energía en diferentes
procesos de acondicionamiento de aire.
14. Estudiar sistemas cuyas composición química cambian durante un proceso,
específicamente el proceso de combustión.
15. Desarrollar y aplicar un criterio general para el equilibrio a mezclas reactivas de
gases ideales.
16. Analizar el equilibrio de fase en sistemas no reactivos.
CONTENIDO DE LA ASIGNATURA:
I.
CONTENIDO
.
MODULO: Ciclos de Potencia de Gas
1. Ciclo estándar de aire
2. Ciclo de Carnot con gas
3. 3. Ciclo Otto
4. 4. Ciclo Diesel
a.
6.2 Cic
5. Ciclo Dual
6. Ciclo Brayton
6.1 Ciclo Brayton regenerativo
6.2 Ciclo Bryton con Inter-enfriamiento,
recalentamiento y regeneración
MODULO: Ciclos de Potencia de Vapor y
Combinado.
1. Ciclo Rankine simple.
2. Desviaciones de los Ciclos Reales
respecto de los idealizados.
2. Ciclo Rankine con recalentamiento
3 .Ciclo Rankine regenerativo
4. Ciclo Combinado
ESTRATEGIAS O
METODOLOGÍAS DE LA
ENSEÑANZA
RECURSOS DIDÁCTICOS
 Exposiciones dialogadas.
 Práctica de problemas
 Práctica de laboratorio
 Multimedia
 Internet
 Horas de consulta
CONTENIDO
MODULO: Ciclos de Refrigeración
1. 1. Carnot invertido
2.
2. Ciclo ideal por compresión de vapor.
3. Ciclo real.
4. Sistemas innovadores de refrigeración por
compresión de vapor.
5. Refrigeración de gas.
6. Refrigeración por absorción
7 .Características de algunos refrigerantes.
MODULO: Termodinámica de Mezclas no
Reactivas
1. Fracción molal, fracción de masa y peso
molecular de una mezcla.
2. Ley de Dalton y Ley de Amagat
3. Energía interna, entalpía, entropía y
calores específicos de una mezcla de
gases ideales.
4. Mezcla de gases ideales y de un vapor
condensable.
5. Proceso de saturación adiabática.
Temperatura de Bulbo-húmedo.
6. Mezcla de aire y vapor de agua
7. Carta psicrométrica
3.
MODULO: Termodinámica de Mezclas
Reactivas
1. Estequiometría y ecuaciones químicas.
2. Ecuaciones básicas de combustión.
3. Aire teórico, exceso de aire y relación
aire/combustible.
4. Entalpía de reacción y poderes
caloríficos de los combustibles.
5. Entalpía de formación.
6. Evaluación de los procesos reales de
combustión.
MODULO: Introducción al Equilibrio Químico
y de Fase
1. Criterio para el equilibrio químico.
2. Constante de equilibrio para mezclas de
gases ideales.
3. Equilibrio químico para reacciones
Simultáneas.
4. Equilibrio de fase.
5. Regla de fase de Gibbs (sin reacción
química)
6. Equilibrio de fase para un sistema
multicomponente
ESTRATEGIAS O
RECURSOS DIDÁCTICOS
METODOLOGÍAS DE LA
ENSEÑANZA
BIBLIOGRAFIA:
Texto:
Yunnus Cengel y Michael Boles. Termodinámica. Mc. Graw-Hill, 5ta Edición, Mexico, 2006.
Referencia:
Sonntag R. Van Wylen G. Introducción a la Termodinámica. Editorial Limusa,1977
SISTEMA DE EVALUACIÓN SUGERIDA:
a.
b.
c.
d.
Exámenes parciales (3):
Investigaciones, tareas y trabajos en grupo:
Laboratorio:
Examen Semestral:
45%
10%
15%
30%