La Ingeniería Térmica es una asignatura obligatoria del Plan de Estudios para la obtención de los Grados en Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Mecánica e Ingeniería en Electrónica Industrial y Automática. Se imparte, de forma agrupada para las tres titulaciones, durante en el primer cuatrimestre del segundo curso.



Se trata de una asignatura que cubre los principios básicos de la termodinámica y la transmisión general de calor y su aplicación a la resolución de problemas de ingeniería.



Antes de abordar el estudio de la asignatura Ingeniería Térmica se recomienda haber cursado Fundamentos Físicos de Ingeniería y tener una base adecuada en cálculo y algebra. No obstante, los conceptos de mecánica de fluidos y ecuaciones diferenciales son presentados y revisados según se van necesitando.



La Ingeniería Térmica constituye la base de la asignatura Instalaciones y Maquinas Térmicas (Grado en Ingeniería Mecánica) y está vinculada con la Mecánica de Fluidos, al ser competencia de esta asignatura los balances de masa, energía y entropía, las propiedades de las sustancias puras y los mecanismos fundamentales de la transferencia de calor.

Las competencias que desarrolla la asignatura son, para cada una de las tres especialidades en que se imparte:



* Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.

* Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial.

* Aplicar las estrategias propias de la metodología científica: analizar la situación y problemática cualitativa y cuantitativamente. Plantear hipótesis y soluciones utilizando los modelos propios de la ingeniería industrial.

* Trabajar eficazmente en grupo integrando capacidades y conocimientos para adoptar decisiones en el ámbito de la ingeniería industrial.



Concretando más, las habilidades que se desarrollan en esta asignatura son:



- Aplicar razonadamente los balances de energía en los principales equipos que forman parte de las instalaciones térmicas.

- Analizar los equipos e instalaciones térmicas con las herramientas derivadas del Segundo Principio e interpretar los resultados en términos de ahorro y eficiencia energética.

- Identificar y analizar los modos de transmisión de calor y reflexionar sobre los posibles medios de aumentar o reducir la tasa de transmisión de calor.

- Manejar con soltura diversas formas de representación, como gráficas, tablas, diagramas o formulaciones, tanto para extraer información como para utilizarlas a la hora de expresar resultados.

Conceptos básicos de termodinámica.

- Repaso de conceptos de termodinámica estudiados en asignaturas previas.



Primer Principio de la Termodinámica.

- Balance de energía en sistemas cerrados.

- Balances de masa y energía en sistemas abiertos.

- Aplicación a equipos en régimen permanente.



Segundo Principio de la Termodinámica.

- Enunciados de Kelvin-Planck y Clausius.

- Entropía. Principio de Aumento de la Entropía del Universo.

- Balance de entropía.

- Aplicación a equipos en régimen permanente.

- Aplicación a procesos cíclicos de interés técnico.



Conceptos básicos de transmisión de calor.

- Relación de la transferencia de calor con la termodinámica.

- Descripción breve de los modos de transmisión de calor.



Transmisión de calor por conducción.

- Ley de Fourier.

- Conductividad térmica.

- Ecuación general de la conducción.

- Aplicaciones.



Transmisión de calor por convección.

- Capa límite.

- Ecuación diferencial de transmisión de calor para un medio en movimiento.

- Aplicación de la teoría de la semejanza al problema de convección.

- Convección forzada. Convección natural.



Transmisión de calor por radiación.

- Radiación térmica.

- Cuerpo negro.

- Propiedades radiativas de las superficies.

- Intercambio de calor por radiación entre superficies.

En las clases Magistrales se explica al alumnado el contenido teórico de cada uno de los temas planteando diferentes cuestiones sobre el capitulo tratado. Para ayudar a asimilar el contenido teórico, en las prácticas de aula (GA) se proponen varios ejercicios que pueden ser resueltos por parte del docente o de algún alumno.



Las Prácticas de Laboratorio se desarrollarán durante varias sesiones a lo largo del curso. Los guiones correspondientes se dispondrán en la plataforma eGela. Después de acudir al laboratorio y realizar la toma de datos se debe entregar un informe por grupos en el plazo de 1 semana, con los resultados y las conclusiones de la práctica.



El tercer tipo de tarea a desarrollar por el alumnado consiste en la resolución de problemas mediante el software EES en las Prácticas de Ordenador que se desarrollarán a lo largo del curso. Los enunciados de cada sesión de prácticas se dispondrán en eGela. Al finalizar las sesiones cada alumno debe resolver y entregar un problema, de forma individual, para su calificación.



Por otra parte, las horas de tutorías permiten resolver las dificultades personales tanto en la comprensión de los contenidos teóricos como en la resolución de los ejercicios, después de un esfuerzo adecuado.

• Sistema de Evaluación Continua
• Sistema de Evaluación Final
• Herramientas y porcentajes de calificación:
  • Prueba escrita a desarrollar (%): 70
  • Realización de prácticas (ejercicios, casos o problemas) (%): 20
  • Trabajos en equipo (resolución de problemas, diseño de proyectos) (%): 10

La PRUEBA ESCRITA A DESARROLLAR estará compuesta de problemas y cuestiones teóricas y supondrá el 70% de la nota final. Para aprobar la asignatura será necesario obtener al menos el 40% en la prueba escrita. En caso de no llegar al mínimo requerido, en actas aparecerá la nota de la prueba escrita.



NOTA FINAL: PRUEBA ESCRITA A DESARROLLAR (70%) + PRÁCTICAS DE LABORATORIO (10%) + PRÁCTICAS DE ORDENADOR(EES) (20%)



La evaluación de las Prácticas (Ordenador y Laboratorio) se llevará a cabo durante el cuatrimestre atendiendo a la asistencia a las mismas y a la correcta ejecución de las actividades que se propongan y supondrán el 30% de la nota final.



Los alumnos que no hayan asistido a las sesiones de Prácticas, o que hayan suspendido las mismas, podrán realizar, el mismo día del examen escrito, una prueba adicional en la que se evaluarán las competencias correspondientes a esta parte de la asignatura.



- Para renunciar a la convocatoria de evaluación bastará con no presentarse al examen escrito.

La convocatoria extraordinaria se desarrollará mediante el sistema de evaluación final y constará de las siguientes pruebas:



- Una PRUEBA ESCRITA compuesta de problemas y cuestiones teóricas. Esta parte supondrá el 70% de la nota final y para aprobar la asignatura será necesario obtener al menos el 40% en la misma. En caso de no llegar al mínimo requerido, en actas aparecerá la nota de la prueba escrita.



- Una prueba adicional para la evaluación de las Prácticas (Ordenador y Laboratorio). Esta parte supondrá el 30% de la nota final y podrán conservarse los resultados positivos obtenidos por el alumnado durante el curso.



NOTA FINAL: PRUEBA ESCRITA A DESARROLLAR (70%) + PRÁCTICAS DE LABORATORIO (10%) + PRÁCTICAS DE ORDENADOR(EES) (20%)





Para renunciar a la convocatoria extraordinaria bastará con no presentarse al examen escrito.

- Materiales que se publicarán a lo largo del curso en la plataforma virtual eGela (presentaciones de las clases magistrales, enunciados, Tablas y Diagramas Termodinámicos, guiones de prácticas, ejercicios, informes, etc.).

- Uso del programa "Engineering Equation Solver" (EES).

Bibliografía básica

Çengel, Y.A., Boles, M.A. "Termodinámica". Ed. McGraw-Hill

Moran, M.J., Shapiro, H.N. "Fundamentos de termodinámica". Ed. Reverté

Çengel, Y.A. "Transferencia de calor". Ed. McGraw-Hill

Kreith F., Bohn M.S. "Principios de transferencia de calor". Ed. Thomson

Bibliografía de profundización

Baehr, H.D. "Tratado moderno de termodinámica". Ed. Montesó
Chapman, A.L. "Fundamentals of heat transfer". Ed. Macmillan
Van Wylen, G.J., "Fundamentos de termodinamica". Ed. Limusa Wiley

Revistas

Applied Thermal Engineering
Energy
International Journal of Energy Research
International Journal of Heat and Mass Transfer
International Journal of Refrigeration

Direcciones web

Agencia Internacional de Energía: www.energuia.com
Energuia: www.iea.org
ManagEnergy: www.managenergy.net
ScienceDirect: www.sciencedirect.com