Consulta de Guías Docentes



Academic Year/course: 2022/23

436 - Bachelor's Degree in Industrial Engineering Technology

30017 - Thermal Engineering


Syllabus Information

Academic Year:
2022/23
Subject:
30017 - Thermal Engineering
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
436 - Bachelor's Degree in Industrial Engineering Technology
ECTS:
6.0
Year:
2
Semester:
Second semester
Subject Type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

1.1. Aims of the course

The course and its expected results respond to the following approaches and objectives:
The subject has been planned so that, once the evaluation has been passed, the student will be able to:

  • 1. Apply the basic laws that govern the three mechanisms of heat transfer in simple situations: conduction, convection and radiation.
  • 2. Use, within its range of validity, the method of thermal circuits and the heat equation to obtain the distribution of temperatures in different geometries.
  • 3. Solve stationary multidimensional conduction problems.
  • 4. Know and be able to use the physical foundations and correlations of forced convection in external and internal flow to obtain the convection coefficient.
  • 5. Apply the laws that govern the mechanisms of heat transfer with phase change in evaporators and condensers, as well as those of natural convection.
  • 6. Know the transient heat transfer mode.
  • 7. Manage with ease computer tools for the calculation of numerical methods of heat transfer in transient and stationary.
  • 8. Know and apply the laws that govern the mechanisms of heat transfer with thermal radiation (surface and volumetric exchange).
  • 9. Analyze multimode heat exchangers.
  • 10. Know the processes of heat production.
  • 11. Apply material and energy balances to combustion processes (Thermochemistry), and learn about the main combustion technologies. Burners, boilers, ovens, etc.
  • 12. Know the work production processes. Introduction to thermal turbomachines (gas and steam turbines) and MACI.
  • 13. Know the modes of cold production. Introduction to mechanical compression and absorption refrigeration machines and systems.

These approaches and objectives are aligned with some of the Sustainable Development Goals, ODS, of the 2030 Agenda (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/) and certain specific goals, in such a way that the acquisition of learning outcomes of the subject provides training and competence to the student to contribute to some extent to their achievement:

SDG 7: Guarantee access to affordable, secure, sustainable and modern energy for all.

  • Target 7.3 By 2030, double the global rate of improvement in energy efficiency

ODS 9. Industry, innovation and infrastructures.

  • Target 9.4 By 2030, modernize infrastructure and convert industries to be sustainable, using resources more efficiently and promoting the adoption of clean and environmentally sound technologies and industrial processes, and ensuring that all countries take action in accordance with their respective capabilities.

1.2. Context and importance of this course in the degree

The subject serves as a continuation of the subject Technical Thermodynamics and Fundamentals of Heat Transfer, delving into the basic principles and technological foundations to understand energy transformations and be able to carry out the analysis and design of thermal installations for the generation, transformation, transfer and energy use.

Likewise, this subject provides students with the language and concepts that help them understand any specialized text or the manuals of the most common equipment in energy installations, such as turbomachines, chillers, MACI, boilers, etc.

The student will become familiar with the thermal engineering methodology to approach the analysis and simplified simulation of important energy installations both economically and socially: thermal power plants, gas turbines, refrigeration and air conditioning systems, etc. It also extends the aspects of heat transfer raised in the subject of Technical Thermodynamics and Fundamentals of Heat Transfer, and learns to solve thermal problems.

The subject is essential to take the subsequent subjects of the Energy Module (optional).

1.3. Recommendations to take this course

It is considered suitable that the student has passed the subject of Technical Thermodynamics and Fundamentals of Heat Transfer.

Fluency with certain mathematical concepts will be essential, such as basic derivatives and integrals, logarithmic and exponential functions, graphical representations, etc. Also the resolution of simple differential equations. All this is learned in the subject of Mathematics corresponding to Basic Training.

The student is recommended to actively attend classes on theory and problems, as well as a continued study of the contents of the subject, the preparation of practical problems that can be solved in later sessions, the study of the scripts and the continuous elaboration of the results of the practices.

Continued work is essential to get the most out of this subject, since each part is gradually studied through a coherent analysis procedure. Therefore, when doubts arise, it is important to resolve them as soon as possible to guarantee the correct progress in this matter.

To help resolve their doubts, the student has the advice of the teacher, both during classes and during the tutoring hours set aside for this purpose.

2. Learning goals

2.1. Competences

Upon passing the subject, the student will be more competent to...

Generic skills:

1. Ability to solve problems and make decisions with initiative, creativity and critical reasoning (C4).
2. Ability to use the techniques, skills and tools of Industrial Engineering necessary to practice it (C7).
3. Ability to learn continuously and develop autonomous learning strategies (C11).
Specific skills:
4. Applied knowledge of Thermal Engineering (C30).

2.2. Learning goals

The student, to pass this course, must demonstrate the following results...

1. Know the energy sources and resources for the industry and its transformation processes.
2. Knows the main technologies for the production of heat, cold and work in the field of Thermal Engineering with application to industry.
3. Has the capacity and criteria to analyze, size and select equipment for the use, production and transformation of energy
thermal and mechanical in industry.
4. Is capable of performing an energy analysis of energy production systems for industry.

2.3. Importance of learning goals

The analysis and optimization of energy installations is of vital importance for the Engineer, since they are technologies that allow the current social, technological and economic development.

In accordance with the professional skills of this degree, the future graduate must undertake projects to improve the performance of a particular installation, obtain the same result using a different system or equipment, use a phenomenon for a specific purpose or to invent new applications for it.

The Thermal Engineering subject provides the student with the tools to tackle these tasks successfully, along with subjects
subsequent ones that delve into certain aspects and present more advanced techniques and analysis methods.

3. Assessment (1st and 2nd call)

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

The student must demonstrate that he has achieved the expected learning outcomes through the following evaluation activities

Laboratory practices. Character: face-to-face. Estimated duration per session: 2 - 3 h. The student becomes familiar with the systems experimental thermal data and with the collection and analysis of experimental data. Applies the procedures of the subject and delivery a results report. Wherever possible, visits to actual facilities relevant to Thermal Engineering will be included with the objective is for the student to become familiar with industrial installations.

Practices with computer tools. Character: face-to-face. Estimated duration per session: 2 - 3 h. The student learns to solve problems of Thermal Engineering using computer tools. Solve problems and issues and deliver a report
of results.

Written exam. Duration: 3 - 4 hours. It will consist of two different parts: a part made up of short theoretical-practical questions and for problems similar to those solved in class; a second part that will consist of the resolution of some of the
problems or issues similar to those raised in the practical activities (those students who have passed this part during the teaching period, maintaining the grade obtained if they so decide).

Evaluation criteria 

In all evaluation activities, the following aspects and qualities will be valued to the degree indicated in each case:

  • Own performance of the tasks (essential): if plagiarism or fraudulent copying of the work is detected, the corresponding grade it would be zero.
  • Correct approach to the resolution procedure for the issues and problems raised (fundamental).
  • Accuracy of the result obtained (very important).
  • Existence or not of blank questions: failure to answer certain questions will be considered negative.
  • Correctness and clarity in written communication (essential): correct spelling, clear handwriting, correct expression, structure of consistent content.
  • Critical analysis of the results (important): coherence, relationship with other aspects of the subject, possibilities for improvement, etc. Additionally, for practical activities and tutored work, the following will also be valued:
  • Delivery within the stipulated period (essential): reports will not be accepted after the deadline, except for duly justified cause.
  • Delivery in the format and procedure indicated by the teacher.


Evaluation procedures

1st Call: the proposed procedure consists of a set of tests that allow students to pass 100% of the subject.
Some of them, the practical ones, will be carried out during the teaching period, while the written exam will be carried out in the exam period. The final grade will be calculated by weighting the grades of each of the parts, in accordance with the
following weights:

Written exam (minimum grade required 5 points): Learning outcomes 1 to 4 will be evaluated with a weight in the final grade of the 80%. Practical activities (minimum grade required 5 points): The results of learning 1 to 4 with a weight in the final grade of 20%.

2nd Call: the procedure followed in this case is identical to that of the first call. The final mark will be calculated by
the weighting of the notes of each of the parts, according to the following weights:

Written exam (minimum grade required 5 points): Learning outcomes 1 to 4 will be evaluated with a weight in the final grade of the 80%. Practical activities (minimum grade required 5 points): The results of learning 1 to 4 with a weight in the final grade of 20%.

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The learning process is based on the following activities:

1. Lectures, given to the entire group, in which the lecturer will explain the main concepts and procedures and will solve application problems, representative of realistic cases for future professional practice. The participation of students, both to answer questions during the theoretical explanations as to contribute to the resolution of the exercises, will be sought. In parallel, the student must study and do exercises at home for better utilization of classes.

2. Practices of computer simulation and laboratory are distributed throughout the semester and whose assessment will contribute to the final grade. The will be performed in groups of two or three students. In advance, the outline of each practice will be distributed in Moodle. It includes a questionnaire which must be previously solved and delivered at the beginning of the session. Autonomous learning and teamwork are enhanced with this activity.

3. Tutored work individually or in small groups (ideal couples): using a software tool, students analyze and solve realistic case studies, with the advice of the teacher. Autonomous learning and teamwork are enhanced with this activity.

4. Personal work: Proposing exercises, questions and additional problems, the student is encouraged to study the matter and applying it to the resolution of the exercises. This activity is essential for the learning process and to pass the evaluation tests.

5. Academic Tutorials: The lecturer provides the student with certain procedures for approach and resolving doubts. The use of these tutorials is highly recommended to ensure an adequate progress in learning.

4.2. Learning tasks

The program offered to the student to achieve the expected results includes the following activities:

Lectures: will be developed throughout the semester, including solving problems through 3 hours per week on schedule assigned by the center. It is, therefore, an in-person activity. Attendance is not compulsory but highly recommended.  The schedule of the subject is shown in the "Program" section.

Practical sessions: 5 sessions of 2.5 h, including laboratory sessions and problem-solving sessions with the computer, are planned. The student will dedicate the order of 1 h to the preparation of practice and complete the previous questionnaire. In the laboratory sessions, the student checks a given physical phenomenon and obtains experimental results which should be contrasted with the theory. At computer sessions, the student solves certain problems by numerical and graphical tools that allow treatment systems from a broader perspective.

The practices must be carried out by the student where the lecturer will encourage their participation and ability to make decisions.

Expected practices

1. Multidimensional and transient conduction. Finite difference method

2. External forced convection. Empirical estimate of convection coefficient

3. Analysis of a heat exchanger

4. Combustion: mass and energy balances. Boiler efficiency

5. Absorption refrigeration cycle. Using EES

Tutored works: Throughout the semester, in coordination with lectures and to be a complement of practices, several realistic case studies will be solved in small groups with the help of the lecturer, requiring an estimated dedication of 20 h. Materials and schedules will be posted in Moodle.

Study and personal work: This is the main part of the course, requiring about 60 hours of autonomous work, necessary for the study of theory, problem-solving and preparation of the final exam.

Academic tutorials: The lecturer will publish on the website of the EINA a schedule to attend to the students in an orderly manner throughout the semester.

Final exam: EINA will plan dates of the two calls, June and September, and will publish it on the website of the EINA.

The course includes 6.0 ECTS organized according to:

- Lectures (1.8 ECTS): 45 hours.

- Simulation work or Laboratory (0.6 ECTS): 15 hours.

- Guided assignments (0.8 ECTS): 20 hours.

- Autonomous work (2.8 ECTS): 70 hours.

- Tutorials

4.3. Syllabus

The specific program will be organized by the lecturer at the beginning of the course according to the student profile. It will cover the objectives from both theoretical and practical point of view of the following topics:

Lesson 1: Fundamentals of heat transfer. Relationship with Engineering Thermodynamics. Basic laws: conduction, convection, radiation

Lesson 2: Fundamentals of heat conduction. Fourier law. Conductivity and thermal diffusivity. Heat diffusion equation. Boundary and initial conditions.

Lesson 3. One-dimensional, steady-state conduction. Basic geometries. Thermal resistance model. Conduction with thermal energy generation. Heat transfer for extended surfaces (fins).

Lesson 4: Multidimensional, steady-state conduction. Analytical approach. Numerical methods in 2-D and 3-D. Finite difference method.

Lesson 5: Transient Conduction. Lumped capacitance model. Overall thermal resistance and capacity of the system: time constant. One-dimensional and multidimensional problems. Numerical methods in transient systems (finite difference method).

Lesson 6: Fundamentals of convection. Mathematical approach. Boundary layers. Dimensional analysis. Analogies in transport phenomena.

Lesson 7. External forced convection. Convection heat transfer coefficient. Using correlations in basic geometries: flat plate, cylinder, sphere, tube bank.

Lesson 8. Internal forced convection. Hydrodynamic and thermal considerations. Conditions of fully developed flow. Energy balance. Calculation of the convective heat transfer coefficient in circular and non-circular tubes.

Lesson 9. Free convection. Phenomenology and physical equations. Laminar free convection on a vertical surface. Empirical correlations.

Lesson 10. Boiling and condensation.

Lesson 11: Heat Exchangers. Types and description. Thermal profiles. Analysis of heat exchangers. Log Mean Temperature Difference method. Ε-NTU Method.

Lesson 12: Radiation. Main characteristics of radiation. Types of radiation. Fundamental concepts. The black body. environmental radiation. The view factor. Radiation exchange between surfaces.

Lesson 13: Combustion. Fuels and characterization. Thermochemistry of combustion: material and energy balances. Adiabatic flame temperature. Absolute entropy and the Third Law of Thermodynamics.

Lesson 14: Introduction to Thermal Systems. Work Production: reciprocating internal combustion engines, thermal turbomachinery. Heat production: boilers. Cold production: refrigeration by compression and absorption, heat pump.

4.4. Course planning and calendar

Lectures and practice sessions are planned by the EINA. Timetables are available on the website.

The lecturer will inform about the timetable of tutoring at the beginning of the semester.

The other activities will be planned according to the teaching assignment and according to the number of students enrolled. They will be announced in advance in class and through Moodle.

Resources

Feedback between the student and the teacher will be managed through Moodle. Here the lecturer will distribute course materials (notes, questions, problems, outlines, old exams, tables, etc.), make announcements and notifications to students, send and receive emails and make available to students the tools to carry on sending reports of learning activities.

In practical activities, a software tool, Engineering Equation Solver, which will be available to students through Moodle, will be used. The complete manual can be downloaded from http://www.fchart.com/ (ADD).

For further details concerning the timetable, classroom and further information regarding this course, please refer to the Escuela de Ingeniería y Arquitectura de la Universidad de Zaragoza (EINA), website, https://eina.unizar.es/.

4.5. Bibliography and recommended resources

Link:
http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=30017&year=2019


Curso Académico: 2022/23

436 - Graduado en Ingeniería de Tecnologías Industriales

30017 - Ingeniería térmica


Información del Plan Docente

Año académico:
2022/23
Asignatura:
30017 - Ingeniería térmica
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
436 - Graduado en Ingeniería de Tecnologías Industriales
Créditos:
6.0
Curso:
2
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

La asignatura se ha planteado para que, una vez superada la evaluación, el alumno sea capaz de:

1. Aplicar las leyes básicas que rigen los tres mecanismos de transferencia de calor en situaciones sencillas: conducción, convección y radiación.

2. Utilizar, dentro de su rango de validez el método de los circuitos térmicos y la ecuación del calor para obtener la distribución de temperaturas en diferentes geometrías.

3. Resolver problemas de conducción multidimensional estacionaria.

4. Conocer y saber utilizar los fundamentos físicos y correlaciones de la convección forzada en flujo externo e interno para obtener el coeficiente de convección.

5. Aplicar las leyes que rigen los mecanismos de transferencia de calor con cambio de fase en evaporadores y condensadores, así como las de convección natural.

6. Conocer el modo de transferencia de calor transitorio.

7. Manejar con soltura herramientas informáticas para el cálculo de métodos numéricos de transferencia de calor en transitorio y estacionario.

8. Conocer y aplicar las leyes que rigen los mecanismos de transferencia de calor con radiación térmica (intercambio superficial y volumétrico).

9. Analizar intercambiadores de calor multimodo.

10. Conocer los procesos de producción de calor.

11. Aplicar balances de materia y energía a procesos de combustión (Termoquímica), y conocer las principales tecnologías de la combustión. Quemadores, calderas, hornos, etc

12. Conocer los procesos de producción de trabajo. Introducción a las turbomáquinas térmicas (turbinas de gas y de vapor) y MACI.

13. Conocer los modos de producción de frío. Introducción a  las máquinas y sistemas frigoríficos de compresión mecánica y de absorción.

Estos planteamientos y objetivos están alineados con algunos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible, ODS, de la Agenda 2030 (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/) y determinadas metas concretas, de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia al estudiante para contribuir en cierta medida a su logro:

ODS 7: Garantizar el acceso a una energía asequible, segura, sostenible y moderna para todos.

Meta 7.3 De aquí a 2030, duplicar la tasa mundial de mejora de la eficiencia energética

ODS 9. Industria, innovación e infraestructuras.

Meta 9.4 De aquí a 2030, modernizar la infraestructura y reconvertir las industrias para que sean sostenibles, utilizando los recursos con mayor eficacia y promoviendo la adopción de tecnologías y procesos industriales limpios y ambientalmente racionales, y logrando que todos los países tomen medidas de acuerdo con sus capacidades respectivas.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura sirve de continuación de la asignatura Termodinámica Técnica y Fundamentos de Transferencia de Calor, profundizando en los principios básicos y fundamentos tecnológicos para comprender las transformaciones energéticas y poder llevar a cabo el análisis y diseño de instalaciones térmicas para la generación, transformación, transferencia y uso de la energía.

Asimismo esta asignatura proporciona al alumno el lenguaje y los conceptos que le ayuden a comprender cualquier texto especializado o los manuales de los equipos más habituales en las instalaciones energéticas, tales como turbomáquinas, enfriadoras, MACI, calderas, etc.

El alumno se familiarizará con la metodología de ingeniería térmica para abordar el análisis y simulación simplificada de instalaciones energéticas importantes tanto a nivel económico como social: centrales térmicas, turbinas de gas, sistemas de refrigeración y aire acondicionado, etc. También amplia los aspectos de transferencia de calor planteados en la asignatura de Termodinámica Técnica y Fundamentos de Transferencia de Calor, y aprende a resolver problemas térmicos.

La asignatura resulta esencial para cursar las asignaturas posteriores del Módulo de Energía (optativas).

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Se considera idóneo que el estudiante haya superado la asignatura de Termodinámica Técnica y Fundamentos de Transferencia de Calor.

Resultará indispensable la soltura con ciertos conceptos matemáticos, tales como derivadas e integrales básicas, funciones logarítmicas y exponenciales, representaciones gráficas, etc. También la resolución de ecuaciones diferenciales sencillas. Todo ello se aprende en la materia de Matemáticas correspondiente a Formación Básica.

Se recomienda al alumno la asistencia activa a las clases de teoría y problemas, así como un estudio continuado de los contenidos de la asignatura, la preparación de los problemas prácticos que puedan ser resueltos en sesiones posteriores, el estudio de los guiones y la elaboración continua de los resultados de las prácticas.

El trabajo continuado es fundamental para superar con el máximo aprovechamiento esta asignatura, ya que cada parte se estudia gradualmente un procedimiento de análisis coherente. Por ello, cuando surjan dudas, es importante resolverlas cuanto antes para garantizar el progreso correcto en esta materia.

Para ayudarle a resolver sus dudas, el estudiante cuenta con la asesoría del profesor, tanto durante las clases como en las horas de tutoría destinadas a tal fin.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

Competencias genéricas:

1. Capacidad para resolver problemas y tomar decisiones con iniciativa, creatividad y razonamiento crítico (C4).

2. Capacidad para usar las técnicas, habilidades y herramientas de la Ingeniería Industrial necesarias para la práctica de la misma (C7).

3. Capacidad para aprender de forma continuada y desarrollar estrategias de aprendizaje autónomo (C11).

Competencias específicas:

4. Conocimientos aplicados de Ingeniería térmica (C30).

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

1. Conoce las fuentes y recursos energéticos para la industria y sus procesos de transformación.

2. Conoce las principales tecnologías de producción de calor, frío y trabajo en el ámbito de la Ingeniería térmica con aplicación a la industria.

3. Tiene capacidad y criterio para analizar, dimensionar y seleccionar equipos de utilización, producción y transformación de la energía térmica y mecánica en la industria.

4. Es capaz de realizar un análisis energético de sistemas de producción de energía para la industria.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

El análisis y la optimización de instalaciones energéticas es de vital importancia para el Graduado en Ingeniería de Tecnologías Industriales, ya que son tecnologías que permiten el actual desarrollo social, tecnológico y económico.

De acuerdo con las competencias profesionales de esta titulación, el futuro graduado deberá abordar proyectos para mejorar el rendimiento de una instalación determinada, obtener el mismo resultado mediante un sistema o equipo diferente, utilizar un fenómeno particular con un fin determinado o inventar nuevas aplicaciones del mismo.

La asignatura de Ingeniería Térmica dota al estudiante de las herramientas para abordar estas tareas con éxito, junto con asignaturas posteriores que profundizan en ciertos aspectos y presentan técnicas y métodos de análisis más avanzados.

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluación

Prácticas de laboratorio. Carácter: presencial. Duración estimada por sesión: 2 - 3 h. El estudiante se familiariza con los sistemas térmicos experimentales y con la toma y el análisis de datos experimentales. Aplica los procedimientos propios de la materia y entrega un informe de resultados. En la medida de lo posible, se incluirán visitas a instalaciones reales relevantes para Ingeniería Térmica con el objetivo que el alumno se vaya familiarizando con las instalaciones industriales.

Prácticas con herramientas informáticas. Carácter: presencial. Duración estimada por sesión: 2 - 3 h. El estudiante aprende a resolver problemas propios de la Ingeniería Térmica mediante herramientas informáticas. Resuelve problemas y cuestiones y entrega un informe de resultados.

Examen escrito. Duración: 3 - 4 h. Constará de dos partes diferenciadas: una parte formada por cuestiones cortas de tipo teórico-práctico y por problemas similares a los resueltos en clase; una segunda parte que consistirá en la resolución de alguno de los problemas o cuestiones similares a los planteados en las actividades prácticas (quedarán exentos aquellos estudiantes que hayan superado esta parte durante el periodo docente, manteniéndose la nota obtenida si así lo deciden).

Criterios de valoración y niveles de exigencia

En todas las actividades de evaluación se valorarán los siguientes aspectos y cualidades en el grado indicado en cada caso:

• Realización propia de las tareas (fundamental): si se detectaran plagios o copia fraudulenta de los trabajos, la nota correspondiente sería cero.

• Correcto planteamiento del procedimiento de resolución de las cuestiones y problemas planteados (fundamental).

• Exactitud del resultado obtenido (muy importante).

• Existencia o no de cuestiones en blanco: se valorará negativamente no responder a ciertas preguntas planteadas.

• Corrección y claridad en la comunicación escrita (fundamental): correcta ortografía, letra clara, correcta expresión, estructura de contenidos coherente.

• Análisis crítico de los resultados (importante): coherencia, relación con otros aspectos de la asignatura, posibilidades de mejora, etc.

Adicionalmente, para las actividades prácticas y trabajos tutorados se valorará también:

• Entrega en el plazo estipulado (fundamental): no se admitirán informes fuera de la fecha límite, salvo causa justificada debidamente.

• Entrega en el formato y procedimiento indicado por el profesor.

Procedimientos de evaluación

Procedimientos de evaluación

1ª Convocatoria: el procedimiento planteado consiste en un conjunto de pruebas que permiten superar el 100% de la asignatura. Algunas de ellas, las de tipo práctico, se realizarán durante el periodo docente, mientras que el examen escrito se realizará en el periodo de exámenes. La nota final se calculará mediante la ponderación de las notas de cada una de las partes, de acuerdo con los siguientes pesos:

Examen escrito (nota mínima exigida 5 puntos): Se evaluaran los resultados de aprendizaje 1 al 4 con un peso en la calificación final del 80%. Actividades prácticas (nota mínima exigida 5 puntos): Se evaluaran en las prácticas con un peso en la calificación final del 20%.

2ª Convocatoria: el procedimiento seguido en este caso es idéntico al de la primera convocatoria. La nota final se calculará mediante la ponderación de las notas de cada una de las partes, de acuerdo con los siguientes pesos:

Examen escrito (nota mínima exigida 5 puntos): Se evaluaran los resultados de aprendizaje 1 al 4 con un peso en la calificación final del 80%. Actividades prácticas (nota mínima exigida 5 puntos): Se evaluaran en las prácticas con un peso en la calificación final del 20%.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

1. Clases magistrales, impartidas al grupo completo, en las que el profesor explicará los principios básicos de la asignatura y resolverá algunos problemas representativos de la aplicación de la asignatura a casos realistas del futuro ejercicio profesional. Se buscará la participación de los alumnos en esta actividad. Paralelamente el alumno debe realizar trabajo personal de estudio y realización de problemas para un mejor aprovechamiento de las clases.

2. Prácticas de simulación con ordenador y/o de laboratorio que se distribuyen a lo largo del cuatrimestre y cuya valoración formará parte de la calificación final de la asignatura. Se formarán grupos de dos o tres alumnos, con ello se fomenta el aprendizaje y el trabajo en grupo.

3. Planteamiento de ejercicios, cuestiones y problemas adicionales a los resueltos en clase. Con ello se fomenta el trabajo autónomo, estudiando la materia y aplicándola a la resolución de los ejercicios planteados. Esta actividad dirigida, pero de ejecución autónoma, es fundamental en el proceso de aprendizaje del alumno y para la superación de las actividades de evaluación.

4. Tutorías académicas: el profesor pondrá a disposición del estudiante ciertos procedimientos para el planteamiento y la resolución de dudas. Se recomienda altamente el uso de estas tutorías para asegurar el adecuado progreso en el aprendizaje.

4.2. Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...

El programa de la asignatura se planteará a principio de curso por el profesor que la imparta y cubrirá los objetivos propuestos tanto en los aspectos teóricos como los prácticos.

1. Clases magistrales

Se desarrollarán a lo largo del cuatrimestre, incluyendo la resolución de problemas, mediante 3 horas de clases semanales en horario asignado por el centro. Es, por tanto, una actividad presencial, de asistencia no obligatoria, pero altamente recomendable. El programa previsto de la asignatura se muestra en el apartado “Programa”.

2. Clases prácticas

Se realizarán 5 sesiones de 2.30-3h, que incluyen sesiones de laboratorio y/o sesiones de resolución de problemas con ordenador. En las sesiones de laboratorio el alumno comprueba un determinado fenómeno físico y obtiene unos resultados experimentales que deben contrastarse con la teoría. En las sesiones de resolución de problemas con ordenador se plantea la resolución de determinados problemas mediante la utilización de herramientas numéricas y gráficas que permiten el tratamiento de sistemas desde una perspectiva más amplia.

Las clases deben ser protagonizadas por el alumno, donde el profesor motivará su participación y capacidad de tomar decisiones.

Sesiones prácticas previstas

  • 1. Conducción
  • 2. Convección forzada exterior
  • 3. Intercambiadores de calor
  • 4. Rendimiento de calderas
  • 5. Producción de trabajo y/o producción de frío

3. Estudio y trabajo personal

Esta es la parte no presencial de la asignatura, que se estima en unas 70 horas, necesarias para el estudio de teoría, resolución de problemas, preparación de las prácticas de laboratorio y la realización de las pruebas escritas.

4. Tutorías

El profesor publicará un horario de atención a los estudiantes para que puedan acudir a realizar consultas de manera ordenada a lo largo del cuatrimestre.

4.3. Programa

El programa propuesto se señala a continuación:

Tema 1: Fundamentos de Transferencia de Calor. Relación con la Termodinámica Técnica. Leyes básicas: conducción, convección, radiación.

Tema 2: Fundamentos de conducción Ley de Fourier. Ecuación de la difusión del calor. Condiciones de contorno e iniciales. 

Tema 3: Conducción unidimensional estacionaria. Conducción unidimensional estacionaria. Conducción unidimensional aproximada. Conducción con generación térmica. Transferencia de calor en superficies extendidas (aletas).

Tema 4: Conducción multidimensional estacionaria. Caso analíticamente resoluble. Métodos numéricos en 2-D y 3-D. Método de diferencias finitas.

Tema 5: Conducción transitoria. Sistemas de capacidad. Resistencia y capacidad térmica del sistema: constante de tiempo. Sistemas unidimensionales. Sistemas multidimensionales. Métodos numéricos en sistemas transitorios (diferencias finitas).

Tema 6: Fundamentos de convección. Planteamiento matemático. Capas límite de convección. Resolución de las ecuaciones de convección. Análisis dimensional. Significado de los parámetros adimensionales. Analogías de los fenómenos de transporte.

Tema 7: Convección forzada exterior. Coeficiente de convección. Cálculo del coeficiente convectivo de transferencia de calor en placa plana (régimen laminar y turbulento, placa isoflujo), cilindro, esfera y banco de tubos.

Tema 8: Convección forzada interior. Consideraciones hidrodinámicas y térmicas. Ley cinética para convección interior. Condiciones de pleno desarrollo. Balance de energía. Cálculo del coeficiente convectivo de transferencia de calor en tubos circulares, tubos no circulares y tubos anulares.

Tema 9: Convección natural. Fenomenología y ecuaciones físicas. Convección laminar en superficie vertical. Correlaciones.

Tema 10: Convección bifásica. Condensación. Ebullición.

Tema 11: Intercambiadores de calor. Descriptiva. Disposición de flujos y perfiles térmicos. Análisis de intercambiadores de calor. Método MLDT. Método NTU-ε

Tema 12: Radiación. Características principales de la radiación. Tipos de radiación. Conceptos fundamentales. El cuerpo negro. Radiación ambiental. El factor de vista. Intercambio radiativo entre superficies.

Tema 13: Combustión. Combustibles. El proceso de la combustión. Balance de materia. Conservación de la energía en sistemas reactivos. Temperatura adiabática de llama. Entropía absoluta y Tercer Principio de Termodinámica.

Tema 14: Introducción a Equipos y Sistemas Térmicos. Producción de trabajo: Motores alternativos de combustión interna, turbomáquinas térmicas. Producción de calor: calderas. Producción de frío: Refrigeración por compresión de vapor, refrigeración por absorción, bomba de calor.

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

Las clases magistrales y de problemas y las sesiones de clases prácticas se imparten según horario establecido por el centro y es publicado con anterioridad a la fecha de comienzo del curso.

Las 150 horas de estudio se dividen de la siguiente manera: 45 h teoría + 15 h prácticas + 20 h trabajos tutorados + 70 h trabajo y estudio personal (estudio de teoría, resolución de problemas, preparación de las prácticas de laboratorio y la realización de las pruebas escritas)

Recursos

La comunicación entre el estudiante y el profesor se gestionará a lo largo del curso mediante la plataforma del Anillo Digital Docente (ADD) de la Universidad de Zaragoza. En ella el profesor podrá distribuir los materiales de la asignatura (apuntes, cuestiones, problemas, exámenes tipo, tablas, etc.), realizar anuncios y notificaciones a los estudiantes, enviar y recibir correos y poner a disposición de los estudiantes las herramientas para la realización en el envío de los informes de las actividades de aprendizaje.

Bibliografía de referencia: señalada a través de la Biblioteca

Herramientas informáticas

  • EES Manual. http://www.fchart.com/ (ADD).

Las fechas de inicio y finalización de la asignatura y las horas concretas de impartición para cada grupo se podrán encontrar en la página web del Grado: http://titulaciones.unizar.es/

Desde el inicio del cuatrimestre los alumnos dispondrán del calendario detallado de actividades (prácticas y experiencias de laboratorio) que será proporcionado por el profesor correspondiente.

Examen global se realizará en las fechas fijadas por EINA.

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

La bibliografía de la asignatura se podrá consultar a través de este enlace http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=30017&year=2019