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Academic Year/course: 2023/24

532 - Master's in Industrial Engineering

60818 - Thermic engineering


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
60818 - Thermic engineering
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
532 - Master's in Industrial Engineering
ECTS:
6.0
Year:
1
Semester:
First semester
Subject type:
Optional
Module:
---

1. General information

The objective of the subject is to complete the common training in the following areas of the industrial branch:

Heat transfer: conduction, convection, heat exchangers and thermal radiation.

Heat production: material and energy balances in combustion.

These approaches and objectives are aligned with some of the Sustainable Development Goals, SDGs, of the 2030 Agenda(https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/) and certain specific targets, so that the acquisition of the learning results of the subject provides training and competence to the student to contribute to some extent to their achievement:

Goal 7: Ensure Access to Affordable, Secure, Sustainable and Modern Energy for All.

7.1 By 2030, ensure universal access to affordable, reliable and modern energy services
7.2 By 2030, significantly increase the proportion of renewable energy in all energy sources
7.3 By 2030, double the global rate of energy efficiency improvement

Goal 9. Industry, Innovation and Infrastructure

9.4- From now until 2030, modernize infrastructure and reconvert industries to make them sustainable, using resources more efficiently and promoting the adoption of clean and environmentally rational industrial technologies and processes, and ensuring that all countries take measures according to their respective capacities.

Goal 13. Climate Action

13.3 Improve education, awareness and human and institutional capacity regarding climate change mitigation, adaptation to it, reduction of its effects and early warning.

2. Learning results

Specific competencies

Applied knowledge of Thermal Engineering (CE1).

General competencies 

  • To have adequate knowledge of the scientific and technological aspects of energy engineering (CG1).
  • To project, calculate and design products, facilities and power plants (CG2).
  • To apply the knowledge acquired and solve problems in new or little known environments within broader and multidisciplinary contexts (CG8).
  • To know how to communicate conclusions to specialized and non-specialized audiences in a clear and unambiguous way (CG10).
  • To possess learning skills that allow for self-directed or autonomous study (CG11).

Upon completion of this subject, the student will be able to:

Solve heat transfer problems involving conduction, forced and natural convection, and radiation.

Perform the thermal sizing of heat exchangers.

Calculate mass and energy balance in the combustion of solids, liquids, and gases as well as the performance of combustion equipment.

3. Syllabus

  1. Introduction to heat transfer.
  2. Heat conduction equation.
  3. Stationary 1D thermal resistances and circuits
  4. Expansion of stationary conduction.
  5. Cooling fins.
  6. Transient conduction.
  7. Notions of heat convection
  8. Forced convection.
  9. Natural convection
  10. Heat exchangers.
  11. Thermal radiation.

Practical syllabus 

  • Material and energy balances in combustion: biomass boiler
  • Material and energy balances in combustion: natural gas condensing boiler
  • Parametric studies in heat transfer problems
  • Design and analysis of heat exchangers
  • Thermal radiation: environmental radiation and gray surface cavities

4. Academic activities

  • There will be 3 hours of theory master classes and problem-solving classes every week.
  • Each student will carry out 5 practices , until completing a total of 15 hours of practical activities. These practices will be scheduled by the School so that there is a practice every two weeks.
  • At the beginning of the academic year, the schedule for practices and continuous assessment tests (theory and practices) will be announced. 
  • The dates of the official exams and tests will be set by the school ( https://eina.unizar.es/ section "Exams and calls").
  • The time each person should dedicate to personal study is estimated at 84 hours per year (in addition to class attendance, exams, and assessment tests).

5. Assessment system

Continuous assessment

 Students who wish to do so can opt for continuous assessment, which will consist of:

  • Two theoretical-practical exams (one in November and another on the dates reserved for continuous assessment at the end of the teaching period), which will eliminate subject matter. The partial theoretical-practical exams will follow the same format as the global theoretical-practical one. These theoretical-practical exams will make up 80% of the final grade, if passed. The first will be worth 52% and the second 28%, in proportion to the part of the syllabus included in each one.
  • Evaluation of the continuous assessment practical tests, which will represent 20% of the grade for that call. 

Students who have chosen continuous assessment and have failed any of the theoretical-practical exams will have a second chance in the global test of the February call. In order to pass the subject by the continuous assessment method, it is necessary that the weighted average of the theoretical-practical exams is higher than 4.0.

In the face-to-face tests, students will be allowed to use the computer for problem solving, as well as their printed and annotated class presentations, other documents such as property tables and forms that will be distributed through the ADD (Anillo Digital Docente) and handwritten solved problems. Students are not allowed to bring photocopied or printed solved problems or those from other people.

Global assessment.

It will be carried out through a theoretical-practical exam that will consist of three parts:

  • Objective test on basic concepts of the subject that may include simple calculations. (25% of the theoretical practical exam).
  • Problem exam including two or three exercises. (60% of the theoretical-practical exam).
  • Practical exam including exercises similar to those of the continuous assessment practical tests (15%).

The passing grade for the global assessment is 5.0, resulting from the weighted average of the three parts. There is no minimum grade to average.

According to Article 10 of the "Regulation of learning evaluation standards" of the University of Zaragoza, "The second evaluation call, to which all students who have not passed the subject are entitled, will be carried out through a global test in the period established for this purpose by the Government Council in the academic calendar.". Therefore, continuous assessment grades are not saved for the second call.

Assessment criteria and levels of demand

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

  • Correct reasoned approach to the solving process of the issues and problems posed.
  • Correction of the numerical result obtained in each of the sections
  • Correction and clarity in written communication: correct spelling, clear handwriting, correct expression, coherent content structure.
  • If applicable, critical analysis of the results: coherence, relationship with other aspects of the subject, possibilities for improvement, etc.


Curso Académico: 2023/24

532 - Máster Universitario en Ingeniería Industrial

60818 - Ingeniería térmica


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
60818 - Ingeniería térmica
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
532 - Máster Universitario en Ingeniería Industrial
Créditos:
6.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

El objetivo de la asignatura es completar la formación común a la rama industrial en los siguientes ámbitos:

Transferencia de calor: conducción, convección, intercambiadores de calor y radiación térmica.

Produción de calor: balances de materia y energía en combustión.

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

7.1 De aquí a 2030, garantizar el acceso universal a servicios energéticos asequibles, fiables y modernos
7.2 De aquí a 2030, aumentar considerablemente la proporción de energía renovable en el conjunto de fuentes energéticas
7.3 De aquí a 2030, duplicar la tasa mundial de mejora de la eficiencia energética

ODS 9. Industria, innovación e infraestructuras

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.

ODS 13. Acción por el clima

13.3 Mejorar la educación, la sensibilización y la capacidad humana e institucional respecto de la mitigación del cambio climático, la adaptación a él, la reducción de sus efectos y la alerta temprana.

2. Resultados de aprendizaje

Competencias específicas

Conocimientos aplicados de Ingeniería térmica (CE1).

Competencias generales 

  • Tener conocimientos adecuados de los aspectos científicos y tecnológicos de la ingeniería energética (CG1).
  • Proyectar, calcular y diseñar productos, instalaciones y plantas energéticas (CG2).
  • Aplicar los conocimientos adquiridos y resolver problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios y multidisciplinares (CG8).
  • Saber comunicar conclusiones a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades (CG10).
  • Poseer las habilidades de aprendizaje que permitan un estudio autodirigido o autónomo (CG11).

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

Es capaz de resolver problemas de transferencia de calor que involucren conducción, convección forzada y natural y radiación.

Es capaz de realizar el dimensionamiento térmico de intercambiadores de calor

Es capaz de realizar cálculos de balances de masa y energía en combustión de sólidos, líquidos y gases y calcular el rendimiento de equipos de combustión.

3. Programa de la asignatura

Temario de teoría

  1. Introducción a la transferencia de calor.
  2. Ecuacion de conducción del calor.
  3. Resistencias y circuitos térmicos 1D estacionaria
  4. Ampliación de conducción estacionaria.
  5. Aletas de refrigeración.
  6. Conducción transitoria.
  7. Nociones de convección del calor
  8. Convección forzada.
  9. Convección natural
  10. Intercambiadores de calor.
  11. Radiación térmica.

Temario de prácticas 

  • Balances de materia y energía en combustión: caldera de biomasa
  • Balances de materia y energía en combustión: caldera de condensación de gas natural
  • Estudios paramétricos en problemas de transferencia de calor
  • Diseño y análisis de intercambiadores de calor
  • Radiación térmica: radiación ambiental y cavidades de superficies grises

4. Actividades académicas

  • Cada semana hay programadas 3 horas de clases, que se destinarán a clases magistrales de teoría y a clases de resolución de problemas.
  • Cada estudiante realizará 5 prácticas, hasta completar un total de 15 horas en actividades prácticas. Estas prácticas serán programadas en los horarios habilitados para ello por la escuela de tal manera que se realice aproximadamente una práctica cada dos semanas.
  • A principio de curso se dará a conocer el calendario de prácticas y las fechas de pruebas parciales de evaluación continua (teoría y prácticas). 
  • Las fechas de los exámenes y pruebas de convocatoria oficial serán fijadas por la escuela (https://eina.unizar.es/ sección "Exámenes y convocatorias").
  • El tiempo que cada persona debe dedicar al estudio personal se estima en 84 horas al año (además de asistencia a clase, exámenes y pruebas de evaluación).

5. Sistema de evaluación

Evaluación continua

 Los alumnos que lo deseen pueden optar por evaluación continua, que consistirá en:

  • Dos exámenes teórico prácticos (uno en el mes de noviembre y otro los días reservados para evaluación continua al final del periodo de clases), que serán eliminatorios de materia. Los exámenes teórico-prácticos parciales seguirán el mismo formato que el examen teórico-práctico global. Estos exámenes teórico prácticos supondrán el 80% de la nota final, en caso de ser aprobados. El primero valdrá un 52% y el segundo un 28%, en proporción a la parte del temario incluida en cada uno.
  • Evaluación de las pruebas prácticas de evaluación continua, que supondrá un 20% de la nota de la convocatoria. 

Los alumnos que hayan optado por evaluación continua y hayan suspendido alguno de los exámenes teórico-prácticos podrán recuperarlos en la prueba global de la convocatoria de febrero. Para aprobar por evaluación continua es necesario que la media ponderada de los exámenes teórico-prácticos sea superior a 4.0.

En las pruebas presenciales se podrá usar el ordenador para la resolución de problemas y traer las presentaciones de clase impresas y anotadas, otros documentos como tablas de propiedades y formularios que se distribuirán a través del ADD y problemas resueltos manuscritos. No se podrán traer problemas resueltos fotocopiados o impresos o de otras personas.

Evaluación global:

Se realizará mediante un examen teórico práctico que constará de dos partes:

  • Prueba objetiva sobre conceptos básicos de la asignatura que puede incluir cálculos sencillos. (25% del examen teórico práctico).
  • Examen de problemas, con dos o tres ejercicios. (60% del examen teórico práctico).
  • Examen de prácticas, con ejercicios similares a las pruebas prácticas de evaluación continua (15%).

La nota para aprobar en evaluación global es 5.0 en promedio ponderado de las tres partes. No hay nota mínima para promediar.

Se recuerda que según el artículo 10 del "Reglamento de normas de evaluación del aprendizaje" de la Universidad de Zaragoza , "La segunda convocatoria de evaluación, a la que tendrán derecho todos los estudiantes que no hayan superado la asignatura, se llevará a cabo mediante una prueba global realizada en el periodo establecido al efecto por el Consejo de Gobierno en el calendario académico.". Por tanto, las notas de evaluación continua no se guardan para la segunda convocatoria.

Criterios de evaluación y niveles de exigencia

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

  • Correcto planteamiento razonado del procedimiento de resolución de las cuestiones y problemas planteados.
  • Corrección del resultado numérico obtenido en cada uno de los apartados
  • Corrección y claridad en la comunicación escrita: correcta ortografía, letra clara, correcta expresión, estructura de contenidos coherente.
  • En su caso análisis crítico de los resultados: coherencia, relación con otros aspectos de la asignatura, posibilidades de mejora, etc.