Créditos ECTS Créditos ECTS: 4.5
Horas ECTS Criterios/Memorias Traballo do Alumno/a ECTS: 76.5 Horas de Titorías: 4.5 Clase Expositiva: 13.5 Clase Interactiva: 18 Total: 112.5
Linguas de uso Castelán, Galego
Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Física Aplicada, Enxeñaría Química
Áreas: Física Aplicada, Enxeñaría Química
Centro Facultade de Física
Convocatoria: Primeiro semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable | 1ro curso (Si)
Ao final do estudo desta materia, o alumno debe ter adquiridos coñecementos sobre algúns aspectos das enerxías renovables e a sostenibilidade enerxética, máis concretamente nos principios e equipos utilizados para a transferencia de calor e traballo a partir dos diferentes recursos, que non se abordan nos estudos de grao.
Coa presente materia preténdese proporcionar ao alumno os coñecementos de termodinámica e de transmisión de enerxía en forma de calor e traballo, así como os balances de enerxía a sistemas, de modo que permitan analizar e deseñar os equipos utilizados a miúdo no ámbito da enerxía, máis concretamente as enerxías renovables e a eficiencia enerxética.
En primero lugar os alumnos coñecerán os principios da termodinámica de modo que poidan definir un sistema, a súa enerxía e formas de enerxía, e tamén a transferencia de enerxía en forma de calor e traballo. Posteriormente, aínda baixo os conceptos da termodinámica, os alumnos poderán coñecer as máquinas térmicas e os ciclos termodinámicos relacionados cos equipos que van a estudar posteriormente, e tamén nos módulos seguintes. Os alumnos coñecerán os equipos de transferencia de enerxía en forma de calor tales como caldeiras, evaporadores, vaporizadores, equipos de refrixeración, fornos, queimadores, entre outros. Por outra parte tamén coñecerán os equipos que realizan traballo (traballo de eixe ou traballo de fluxo), tales como os compresores, bombas, e outros. Con estes coñecementos os alumnos aprenderán a realizar balances de enerxía completos aos equipos ou a sistemas de equipos de cara a conocer as necesidades enerxéticas para o deseño e caracterización dos mesmos. Na última parte da materia os alumnos coñecerán os mecanismos de transmisión de calor (condución, convección e radiación), as ecuacións que os rexen, e se aplicarán a diferentes equipos de transmisión de calor, dedicando especial atención aos intercambiadores de calor, tipos e cálculo dos mesmos, selección de máis axeitado para cada caso, e deseño. Por último os alumnos aprenderán o que son os sistemas de coxeración e aprenderán a deseñar configuracións diferentes.
Os alumnos poderán coñecer, deseñar e calcular equipos e sistemas de transferencia de enerxía e coñecer as partes das que están compostas, tendo en conta tamén criterios de eficiencia enerxética. Unha vez finalizada a materia os alumnos terán unha base en sistemas de produción e transformación enerxética que poderán aplicar ás materias dos módulos seguintes. Nesta materia non se inclúen o estudo do traballo eléctrico ni dos equipos correspondentes.
BLOQUE I. TERMODINÁMICA
Tema I.1.
Conceptos introdutorios.Definición de Termodinámica. Sistemas, estados e procesos. Variables de estado. Procesos reversibles e irreversibles. Tipos de procesos de equilibrio. Ecuacións de estado. Coeficientes termodinámicos.
Tema I.2.
Principios da Termodinámica: Principio cero da Termodinámica. Concepto de temperatura. Termometría. O primeiro principio da Termodinámica. Enerxía interna. Traballo mecánico e calor. Entalpía. O segundo principio da Termodinámica. Máquinas térmicas. Teorema de Carnot. Entropía. Principio de incremento de entropía. Reversibilidade e produción de traballo. Enerxía libre de Gibbs. Traballo útil máximo. Exergía.
Tema I.3.
Gases ideais. Definición. Propiedades. Ecuacións dos procesos isotérmico e adiabático. Estudo termodinámico dos procesos fundamentais en gases ideais: proceso politrópico.
Tema I.4.
Ciclos térmicos e frigoríficos. Ciclos térmicos ou de potencia: tipos. Ciclos de gas de combustión externa: ciclo de Stirling. Ciclo de gas de combustión interna: ciclos Otto, Diesel, Joule e Brayton. Ciclos de vapor: ciclos de Rankine. Ciclos de conversión directa de calor en enerxía eléctrica. Ciclos de refrixeración. Exemplos.
BLOQUE II. TRANSMISIÓN DE CALOR E EQUIPOS
Tema II.1
Transmisión de calor. Conceptos Básicos. Termodinámica y transmisión de calor. Calor e outras formas de enerxía. Mecanismos de transmisión de calor: condución, convección e radiación. Mecanismos simultáneos de transferencia de calor.
Tema II.2
Condución de calor. Ecuación unidimensional da condución de calor: lei de Fourier. Estado estacionario e non estacionario. Ecuación xeral de condución de calor. Condicións de frontera e iniciais. Condución de calor en estado estacionario. Condución de calor en régime non estacionario.
Tema II.3
Fundamentos de convección. Mecanismo físico da convección. Tipos de fluxo. Capas límite cinética e térmica. Convección externa forzada. Clasificación dos fluxos de fluidos. Capa límite da velocidade. Capa límite térmica. Fluxos laminar e turbulento. Transferencia de calor e de cantidade de movemento no fluxo turbulento. Convección externa forzada. Convección interna forzada. Convección natural.
Tema II.4
Equipos e sistemas de transferencia de enerxía Intercambiadores de calor, equipos e deseño. Calderas e fornos. Sistemas de transferencia de enerxía. Sistemas de coxeneración.
Bibliografía básica
- INCROPERA, F.P., DEWITT, D.P. 1999. Fundamentos de Transferencia de Calor. 4ª Ed. Mexico: Prentice Hall Hispanoamericana. ISBN: 970-17-0170-4 (español).
SIGNATURA: 80 40, A114 17, A114 17A, FIS 495, FIS 285
- ÇENGEL, Y.A. 2007. Transferencia de calor y masa: un enfoque práctico. 3ª ed. Madrid: McGraw-Hill. ISBN: 9789701061732.
SIGNATURA: A114 12 1 y 2, A114 12A 1 y 2, A114 12B 1 y 2, A114 12C 1 y 2, 3 A05 135 1
- Fernández Pineda, Cristóbal. Introducción a la termodinámica. ES Sintesis 2010, 1 ed. Dispoñible libro electrónico a través da Biblioteca da USC (Plataforma de préstamo de libros electrónicos)
Bibliografía complementaria
H. B. Callen, Thermodynamics, Wiley, 1960.
M.W. Zemansky, R.H. Dittman, Calor y Termodinámica (6ª ed.), McGraw-Hill, 1994.
A. de Vos, Thermodynamics of solar energy conversion, Wiley-VCH, 2008.
R. W. Haywood, Equilibrium Thermodynamics: ("single-axiom" approach) for engineers and scientists, Krieger, 1992.
E. P. Gyftopoulos, G.P. Beretta, Thermodynamics: foundations and applications, Dover, 2005.
R. W. Haywood, Ciclos termodinámicos de potencia y refrigeración, Limusa, 2000.
V. A. Kirillin, V. V. Sichev, A. E. Sheindlin, Termodinámica Técnica, Mir, 1976.
R. Vichnievsky, Termodinámica Técnica, Labor, 1978.
Y.A. Çengel, Transferencia de calor y masa (3ª ed.), McGrawHill, 2007.
K.D. Hagen, Heat transfer with applications, Prentice Hall, 2000.
BÁSICAS E XENERAIS
CG09 - Utilización das bases científicas aplicables no campo das enerxías renovables, a sustentabilidade e a eficiencia enerxética para comparar e seleccionar as alternativas máis eficientes e sostibles en diferentes contextos socioeconómicos
CG06 - Coñecer en profundidade as tecnoloxías e ferramentas actuais no campo das enerxías renovables, a sustentabilidade e o cambio climático
CB7 - Que os estudantes saiban aplicar os coñecementos adquiridos e a súa capacidade de resolución de problemas en contornas novas ou pouco coñecidos dentro de contextos máis amplos (ou multidisciplinares) relacionados coa súa área de estudo
CB8 - Que os estudantes sexan capaces de integrar coñecementos e enfrontarse á complexidade de formular xuízos a partir dunha información que, sendo incompleta ou limitada, inclúa reflexións sobre as responsabilidades sociais e éticas vinculadas á aplicación dos seus coñecementos e xuízos.
TRANSVERSAIS
CT03 - Capacidade para traballar e tomar decisións en contornas de presión nas que está sometidos a escaseza de tempo, presións internas e externas, e limitación de recursos en xeral demostrando capacidade de liderado.
CT10 - Capacidade de análise e de síntese
CT13 - Capacidade para analizar as demandas, necesidades e expectativas do mercado
CT15 - Resolver problemas con iniciativa e creatividade poñendo en uso as habilidades e destrezas adquiridas no campo das enerxías renovables asumindo as premisas marcadas pola sustentabilidade, e limitado polo marco do cambio climático
ESPECÍFICAS
CE13.- Facer balances de enerxía para determinar rendementos e optimizar procesos enerxéticos tanto en procesos como en equipos e coñecer os mecanismos de transformación e trasmisión de calor.
CE15.- Recoñecer os diferentes equipos de transferencia de enerxía e os seus principios de funcionamento.
CE17 - Planificar e xestionar os recursos enerxéticos e materiais para as enerxías, en procesos de produción e almacenamento.
Clases expositivas (utilización de pizarra, ordenador, cañón), complementadas coas ferramentas propias da docencia virtual.
Seminarios realizados con profesorado propio do Máster, no que se levarán a cabo exercicios interactivos para a resolución de problemas utilizando os conceptos das clases expositivas.
Resolución de exercicios prácticos (problemas, cuestións tipo test, interpretación e procesamento da información, avaliación de publicacións científicas, etc.)
Titorías individuais ou en grupo reducido.
Utilización de programas informáticos especializados e internet. Soporte docente on-line (Campus Virtual).
Estudo persoal baseado nas diferentes fontes de información.
Realización das diferentes probas para a verificación da obtención tanto de coñecementos teóricos como prácticos e a adquisición de habilidades e actitudes.
Clases expositivas: clases maxistrais presenciais en aula, propiciando a intervención do alumnado.
Clases interactivas:
- Seminarios: fundamentalmente de carácter presencial en aula; dedicadas ao traballo do alumno baixo a tutela do profesor, para estudar con detalle aspectos importantes da materia, e para a resolución de casos prácticos, problemas e cuestións.
- Titorías: para o seguimento dos traballos en grupo realizados polos alumnos e seguimento personalizado do alumno; de carácter obrigatorio, serán presenciais en aula ou telemáticas, utilizando as plataformas virtuais a disposición na USC e o correo electrónico.
Exame: 60%
Traballos/Actividades: 30%
Titorías: 10%
A avaliación na segunda oportunidade basearase na cualificación do exame e dos traballos (que se deberán presentar durante o curso), e a asistencia e participación, coa mesma ponderación que na primeira convocatoria.
Para os casos de realización fraudulenta de exercicios ou probas será de aplicación o recollido na Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudantes e de revisión de cualificacións.
A avaliación das habilidades adquiridas no curso realizarase das seguintes formas:
• Exame: CG09, CG06, CB7, CT13, CE13, CE15
• Traballos/Actividades: CG09, CB7, CB8, CT10, CT15, CE13
• Titorías: CG09, CB8, CT03, CT13, CE17
Indícase para cada actividade formativa as horas asignadas e a presencialidade
Clases maxistrais 13'5h, 100%
Docencia interactiva. Seminarios 9h, 100%
Docencia interactiva. Aula de informática 9h, 100%
Titoría en grupo 4'5h, 100%
Traballo persoal do alumno e outras actividades 76.5H, 0%
1. O estudo constante, o seguimento e interiorización ao día dos coñecementos introducidos durante as clases teóricas e de seminario, permitirán ao alumno un bon rendemento na materia e a optimización do seu tempo, pois poderá sacar maior proveito das clases presenciais.
2. Consultar a bibliografía recomendada.
3. Utilizar as titorías individualizadas e os seminarios dos profesores da materia para a realización dos traballos propostos.
A materia impártese en castelán e galego.
Josefa Salgado Carballo
- Departamento
- Física Aplicada
- Área
- Física Aplicada
- Teléfono
- 881814110
- Correo electrónico
- j.salgado.carballo [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Catedrático/a de Universidade
Pastora Maria Bello Bugallo
Coordinador/a- Departamento
- Enxeñaría Química
- Área
- Enxeñaría Química
- Teléfono
- 881816789
- Correo electrónico
- pastora.bello.bugallo [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Profesor Contratado/a Doutor
Óscar Rodríguez Figueiras
- Departamento
- Enxeñaría Química
- Área
- Enxeñaría Química
- Teléfono
- 881816704
- Correo electrónico
- oscar.rodriguez [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Profesor Contratado/a Doutor
| Luns | |||
|---|---|---|---|
| 17:00-18:00 | Grupo /CLE_01 | Castelán | Aula C |
| Martes | |||
| 17:00-18:00 | Grupo /CLE_01 | Castelán | Aula C |
| Mércores | |||
| 17:00-18:00 | Grupo /CLE_01 | Castelán | Aula C |
| Xoves | |||
| 17:00-18:00 | Grupo /CLE_01 | Castelán | Aula C |
| Venres | |||
| 17:00-18:00 | Grupo /CLE_01 | Castelán | Aula C |
| 08.01.2025 09:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula C |
| 23.06.2025 09:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula C |