Consulta de Guías Docentes



Academic Year/course: 2023/24

536 - Master's in Mechanical Engineering

66420 - Numerical and experimental methods in thermal engineering


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
66420 - Numerical and experimental methods in thermal engineering
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
536 - Master's in Mechanical Engineering
ECTS:
6.0
Year:
1
Semester:
First semester
Subject type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

Objectives of the subject

The student will become familiar with the most common methods of thermal engineering in order to approach, analyse, model, and simulate energy equipment and facilities with a level of complexity greater than that of a degree. These equipment and facilities include boilers, heat exchangers, solar panels, heat production systems, work, cold and air conditioning, etc.

Sustainable Development Goals of the 2030 Agenda ( https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/) : Goal 7: Objective 7.2 and Objective 7.3; Goal 9: Objective 9.4; Goal 11: Objective 11.6; Goal 12: Objective 12.2

Recommendations to take the subject.

In order to follow this subject, it is important that the students have some solid knowledge in the use of basic calculation tools, especially numerical calculation and statistics, as well as in the main notions of thermodynamics and heat transfer. Active participation, continued study and preparation for practical problems that may be solved in further sessions are recommended. When doubts arise, it is important to solve them as soon as possible with the advice of the teacher.

2. Learning results

  1. Acquisition of skills for the analysis of the behaviour of materials and thermal components.
  2. Acquisition of practical skills for the application of experimental and computational methods to the study of the behaviour of thermal equipment and facilities.

3. Syllabus

Topics

Part I. Experimental techniques

1. Errors: generation and propagation. 

2  Temperature.

3. Specific Heat and enthalpy

4 Thermal conductivity

5 Rheological properties. 

6. Detection and measurement of combustion gases

7. Measurement of basic properties of fuels

8 Applications

Part II. Numerical techniques

1. Differential equations of heat transport

2. Numerical methods in advective-diffusive problems

3 Numerical methods in heat radiation

Laboratory practices

  1. Measurement of temperature.
  2. Measurement of specific heat and thermal conductivity of substances of interest.
  3. Experimental analysis of a fuel: calorific value, immediate composition and granulometry.
  4. CFD simulation of a convective-diffusive problem
  5. CFD simulation of a radiative problem

4. Academic activities

  • Master classes. (15 hours)
  • Types of problems and practical cases. (15 hours)

The teacher explains to the whole group the basic principles of the subject and solves representative problems of the application to realistic professional cases. Students are encouraged to participate. Simultaneously, the student must do personal work for the better use of the classes.

  • Laboratory and computer practices, in small groups. (25 hours)
  • Personalized teacher-student tutoring. The professor will publish office hours. (5 hours)

Tutored work in small groups: using a computer tool, students will analyse and solve a problem related to the subject. Autonomous learning and teamwork are encouraged.

  • Special practices. Visits to companies, laboratories and research centres. (5 hours)
  • Practical works. (40 hours)

Formulation of exercises, questions, and additional problems to those solved in class. This encourages independent work, so that students apply what they have studied to solve the proposed exercises. This activity, both tutored but executed autonomously by the students, is fundamental in their learning process and to help them pass the assessable activities.

  • Study and personal work. (at least, about 42 hours, necessary for the study of theory, preparation of a project and practical reports)
  • Assessment tests. (3 hour)

5. Assessment system

The subject is preferably evaluated with a continuous assessment that consists of three blocks:

Block 1 : Evaluation of practices. (20% of the final grade)

  1. Laboratory practices: The student becomes familiar with experimental thermal systems and with the collection and analysis of experimental data. They apply the procedures inherent to the subject and deliver a report of results.
  2. Practice with computer tools: the student learns to solve problems specific to thermal engineering using computer tools. Students solve problems and issues and deliver a report of results.

Block 2 : Tutored works (20% of the final grade)

The student, with the guidance of the teacher, solves one or two problems of certain complexity and submits a report of results on the dates indicated at the beginning of the subject. The script for the assignments is handed out and explained in a session, doubts are addressed personally in tutorials and, if necessary, a collective doubt session is held.

Block 3 : Exam (60% of the final grade)

Written test on the contents explained during the term, on the assigned date within the official exam periods.

Alternatively, the student has the possibility of passing the subject by means of the global evaluation in the official calls for exams. Knowledge will be assessed through a theoretical-practical test on the dates established by the centre.


Curso Académico: 2023/24

536 - Máster Universitario en Ingeniería Mecánica

66420 - Métodos numéricos y experimentales en Ingeniería Térmica


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
66420 - Métodos numéricos y experimentales en Ingeniería Térmica
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
536 - Máster Universitario en Ingeniería Mecánica
Créditos:
6.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

Objetivos de la asignatura

El alumno se familiariza con los métodos más habituales de la ingeniería térmica para abordar, analizar, modelar y simular equipos e instalaciones energéticas con un nivel de complejidad mayor que en los grados: calderas, intercambiadores de calor, paneles solares, sistemas de producción de calor, trabajo, frío y climatización, etc.

Objetivos de Desarrollo Sostenible de la Agenda 2030 (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/)Objetivo 7: Meta 7.2 y Meta 7.3; Objetivo 9: Meta 9.4; Objetivo 11: Meta 11.6; Objetivo 12: Meta 12.2 

Recomendaciones para cursar la asignatura

Para el seguimiento de esta asignatura es importante poseer cierta solidez en el uso de herramientas de cálculo básicas y especialmente del cálculo numérico y la estadística, así como con las nociones principales de termodinámica y transferencia de calor. Se recomienda la asistencia activa, el estudio continuado y la preparación de los problemas prácticos que puedan ser resueltos en sesiones posteriores. Cuando surjan dudas, es importante resolverlas cuanto antes con la asesoría del profesor.

2. Resultados de aprendizaje

  1. Adquisición de capacidades para el análisis del comportamiento de materiales y componentes térmicos.
  2. Adquisición de habilidades prácticas para la aplicación de métodos experimentales y computacionales al estudio del comportamiento de equipos e instalaciones térmicas.

3. Programa de la asignatura

Temario

Parte I. Técnicas Experimentales
1  Errores: Generación y propagación. 
2  Temperatura.
3  Calor específico y entalpía
4  Conductividad térmica
5  Propiedades reológicas. 
6  Detección y medida de gases de combustión
7  Medida de propiedades básicas de los combustibles
8  Aplicaciones
Parte II.  Técnicas Numéricas
1  Ecuaciones diferenciales de transporte de calor
2  Métodos numéricos en problemas advectivo-difusivos
3  Métodos numéricos en radiación del calor

Prácticas de laboratorio

  1. Medida de la temperatura.
  2. Medida del calor específico y la conductividad térmica de sustancias de interés.
  3. Análisis experimental de un combustible: poder calorífico, composición inmediata y granulometría.
  4. Simulación CFD de un problema convectivo-difusivo
  5. Simulación CFD de un problema radiativo

4. Actividades académicas

  • Clases magistrales. (15 horas)
  • Clases de problemas y casos prácticos. (15 horas)

Impartidas al grupo completo, el profesor explica los principios básicos de la asignatura y resuelve problemas representativos de la aplicación a casos realistas del ejercicio profesional. Se busca la participación de los alumnos. Paralelamente el alumno debe realizar trabajo personal para un mejor aprovechamiento de las clases.

  • Prácticas de laboratorio y ordenador, en grupos reducidos. (25 horas)
  • Tutela personalizada profesor-alumno. El profesor publicará un horario de atención. (5 horas)

Trabajos tutorados en grupos pequeños: mediante una herramienta informática los estudiantes analizan y resuelven un problema de la asignatura. Se potencia el aprendizaje autónomo y el trabajo en equipo.

  • Prácticas especiales. Visitas a empresas, laboratorios y centros de investigación. (5 horas)
  • Trabajos prácticos. (40 horas)

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.

  • Estudio y trabajo personal. (al menos, unas 42 horas, necesarias para el estudio de teoría, elaboración de un trabajo y elaboración de los informes de prácticas)
  • Pruebas de evaluación. (3 horas)

5. Sistema de evaluación

La asignatura se plantea preferentemente con una evaluación continua que consta de tres bloques:

Bloque 1: Evaluación de las prácticas. (20% de la calificación final)

  1. Prácticas de laboratorio: 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.
  2. Prácticas con herramientas informáticas: El estudiante aprende a resolver problemas propios de la Ingeniería Térmica mediante herramientas informáticas. Resuelve problemas y cuestiones y entrega un informe de resultados.

Bloque 2: Trabajos tutorados  (20% de la calificación final)

El estudiante con la guía del profesor resuelve uno o dos problemas de cierta complejidad y entrega un informe de resultados en las fechas indicadas al comienzo del curso. El guión de los trabajos se entrega y explica en una sesión, las dudas se atienden de forma personalizada en tutorías y, si fuera necesario, se realiza una sesión colectiva de dudas.

Bloque 3: Examen (60% de la calificación final)

Prueba escrita sobre los contenidos explicados durante el curso, a realizar en la fecha asignada dentro de las bandas oficiales de exámenes.

El alumno tiene la posibilidad de superar la asignatura mediante la evaluación global en las convocatorias oficiales. La evaluación se realizará mediante prueba teórico-práctica en las fechas establecidas por el centro.