En la práctica de la ingeniería, cada vez está cobrando más importancia contar con cierta comprensión de los mecanismos de la transferencia de calor, ya que ésta desempeña un papel crítico en el diseño de vehículos, plantas generadoras de energía eléctrica, refrigeradores, aparatos electrónicos, edificios y puentes...



Aplicamos los principios de la transferencia de calor cuando buscamos el confort térmico. Aislamos nuestros cuerpos al cubrirlos con gruesos abrigos en invierno y minimizamos la ganancia de calor por radiación al permanecer en lugares sombreados durante el verano. También aceleramos el enfriamiento de los alimentos calientes al soplar sobre ellos. Es decir, aplicamos cotidianamente la transferencia de calor, nos demos o no cuenta de ello.



En la asignatura TERMOTECNIA se desarrolla el conocimiento fundamental de la transferencia de calor y de masa siendo ésta una ciencia básica que estudia la rapidez de transferencia de energía térmica.



Para esta asignatura, se parte de la idea de que el alumnado tiene bases adecuadas en cálculo (Cálculo de 1º curso y Ampliación de Matemáticas de 2º curso) y física (Física y Ampliación de Física de 1º curso). Igualmente, resulta conveniente haber aprobado Termodinámica, Mecánica de Fluidos y Ecuaciones Diferenciales (todas de 2º curso), aunque los conceptos que pertenecen a estos temas son presentados y revisados según se van necesitando.



Las asignaturas antes mencionadas son el fundamento principal para la pre-intensificación "Técnicas Energéticas". Si los estudiantes se sientan cómodos con todos estos temas se les anima a elegir esta pre-intensificación, que a su vez es la base para la especialidad del Máster Ingeniería Termo-energética.

De acuerdo con la memoria verificada del Grado en Tecnología Industrial, la asignatura de Termotecnia se encuentra dentro del módulo de Tecnologías Específicas (M03). La Competencia específica a desarrollar en esta materia y los Resultados de Aprendizaje de módulo previstos son:



M03E1: Conocimientos aplicados de ingeniería térmica.



RA1: Comprensión de problemas reales del entorno de la Ingeniería Industrial, en cualquiera de sus especialidades. Además, se considera de especial relevancia que sean capaces de entender la importancia que tiene dicho problema o avería sobre el entorno industrial, para que sean capaces de tomar decisiones consecuentes y no haya que lamentar pérdidas humanas, medioambientales y/o económicas.



RA2: Resolución de forma estructurada, de problemas de carácter multidisciplinar en el ámbito Industrial. Para ello se pretende diseñen e implementen instalaciones industriales o procesos de producción y control.

El planteamiento de la asignatura de TERMOTECNIA se ha llevado a cabo basándose en el libro ÇENGEL, Y. A. TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA, Un enfoque práctico. McGraw-Hill. 3 Edición. 2007. La asignatura se puede dividir en tres grandes bloques según el tipo de mecanismo de transferencia de calor que se esté analizando: conducción, convección o radiación. A esto se añade un cuarto bloque en el que se hace una introducción a la transferencia de masa.



TEMARIO:



TEMA 1.- INTRODUCCIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS

TEMA 2.- ECUACIÓN DE LA CONDUCCIÓN DE CALOR

TEMA 3.- CONDUCCIÓN DE CALOR EN ESTADO ESTACIONARIO

TEMA 4.- CONDUCCIÓN DE CALOR EN RÉGIMEN TRANSITORIO

TEMA 5.- MÉTODOS NUMÉRICOS EN LA CONDUCCIÓN DE CALOR

TEMA 6.- FUNDAMENTOS DE LA CONVECCIÓN

TEMA 7.- CONVECCIÓN EXTERNA FORZADA

TEMA 8.- CONVECCIÓN INTERNA FORZADA

TEMA 9.- CONVECCIÓN NATURAL

TEMA 10.- EBULLICIÓN Y CONDENSACIÓN

TEMA 11.- INTERCAMBIADORES DE CALOR

TEMA 12.- FUNDAMENTOS DE LA RADIACIÓN TÉRMICA

TEMA 13.- TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACIÓN

TEMA 14.- TRANSFERENCIA DE MASA

En las clases Magistrales cada semana mediante una presentación en Power Point se explica al alumnado el contenido teórico de cada uno de los temas planteando diferentes cuestiones sobre el tema tratado. Para asimilar el contenido teórico, en las GA se realizan 2-3 ejercicios que pueden ser resueltos por parte de la docente, de algún alumno que salga a la pizarra o incluso trabajando en grupos reducidos.



El alumnado deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes tareas planteadas:



TAREA 1: En cada tema se plantean una serie de preguntas de concepto o de tipo test que el alumnado debe saber responder para dar por conocidos los conceptos básicos del tema en cuestión. Se facilitan las respuestas a través de eGELA.

TAREA 2: En cada tema se proponen 2-3 ejercicios para que el alumnado trabaje de manera autónoma o cooperativa y así amplíe la colección de problemas resueltos. Se facilitan los resultados de los problemas.

TAREA 3: Se realizan 3 prácticas de laboratorio (una para cada mecanismo de transmisión de calor) en las que el alumnado por grupos de 2-3 personas deberá medir una serie de datos para poder realizar los cálculos pertinentes y así entregar el informe correspondiente a cada práctica.

· GL1: Medida de la conductividad térmica (conducción).

· GL2: Medida y cálculo del coeficiente de convección (convección).

· GL3: Medida de la emisividad (radiación).

TAREA 4: Con ayuda del programa EES se llevan a cabo 7 prácticas de ordenador para resolver computacionalmente ejercicios previamente desarrollados en las GA. El software permite que el alumnado realice con facilidad cálculos paramétricos o de diseño.

· GO1: Introducción al software EES y ejercicios relativos a los TEMAS 3 y 4 (Esta será la única práctica no evaluada)

· GO2: Ejercicios relativos al TEMA 5.

· GO3: Ejercicios relativos al TEMA 5.

· GO4: Ejercicios relativos al TEMA 5.

· GO5: Ejercicios relativos a los TEMAS 6, 7 y 8.

· GO6: Ejercicios relativos a los TEMAS 8, 9, 10 y 11.

· GO7: Ejercicios relativos a los TEMAS 12 y 13.

TAREA 5: En grupos de 2-3 personas, se hará una exposición oral apoyándose en una presentación tipo Power Point sobre un tema de interés especial relacionado con la transferencia de calor.

TAREA 6: Resolver problemas de examen planteados en cursos anteriores. El profesoradofacilita en eGELA los enunciados y también su resolución. Algunos de estos problemas se desarrollan en clase.

TAREA 7: Desarrollar de forma individual los 3 problemas de la prueba escrita relacionados con la transferencia de calor y masa.

TAREA 8: Rellenar una rúbrica para evaluar el trabajo en grupo llevado a cabo en la GL y S por parte de las compañeras y los compañeros.

• Sistema de Evaluación Final
• Herramientas y porcentajes de calificación:
  • Prueba escrita a desarrollar (%): 55
  • Realización de prácticas (ejercicios, casos o problemas) (%): 30
  • Exposición de trabajos, lecturas… (%): 15

El sistema de evaluación es continuo correspondiendo un 45% de la nota final a prácticas de laboratorio, ordenador y seminario (GL+GO+S).



NOTA FINAL:



PRUEBA ESCRITA (55% - Son 3 problemas y se hace media geométrica)

PRÁCTICAS DE ORDENADOR ( 6 GO x 2,5% = 15%)

PRÁCTICAS DE LABORATORIO (3 GL x 5% =15%)

PRESENTACIÓN SEMINARIO (15%)



CONDICIONES:



- REQUISITO MÍNIMO: Para aprobar la asignatura en la prueba escrita a desarrollar habrá que obtener un mínimo del 40%. En actas aparecerá la nota de la prueba escrita en caso de no llegar al mínimo requerido.

- PRÁCTICAS GL+GO+S: Cualquier estudiante que haya cursado la asignatura el año académico anterior y desee guardar la nota de las prácticas (GL+GO+S) deberá comunicárselo a la persona coordinadora de la asignatura antes de que den comienzo las prácticas del presente curso (semana 4). En caso de optar por esta opción la nota de prácticas en su totalidad será tenida en cuenta de cara a la calificación de la convocatoria ordinaria y extraordinaria. Si no se quiere guardar la nota o no se comunica en el plazo establecido quedarás las opciones de la evaluación continua o la evaluación final.

- FESTIVOS: Si debido a días festivos no se realizase alguna de las prácticas evaluables, la nota de las prácticas se prorrateará al número de prácticas realizadas para que siga teniendo el peso correspondiente de la nota final.

- RÚBRICA: El alumnado que no entregue la rúbrica para evaluar el trabajo en grupo, tendrá una penalización de 0,5 puntos. Así mismo, tendrá una penalización en la nota de grupo en base a la puntuación obtenida en dicha rúbrica:

· No se le penalizará si obtiene más de un 5.

· Se le restará 0,5 puntos si obtiene entre un 3 y un 5 (ambos inclusive)

· Se le restará 1 punto si obtiene menos de un 3.

- RENUNCIA: La renuncia supondrá la calificación de no presentado/a. Para renunciar bastará con no presentarse a la prueba escrita.

- EVALUACIÓN FINAL: La persona que se quiera acoger al sistema de evaluación final renunciando así al sistema de evaluación continua, debe notificarlo por escrito a la persona coordinadora de la asignatura antes de que hayan transcurrido 9 semanas desde el inicio del cuatrimestre. En este sistema el formato de prueba escrita es igual al de la convocatoria ordinaria manteniendo el requisito mínimo, pero se añade una prueba sobre una práctica de laboratorio (15% de la nota final), dos pruebas de ordenador (15% de la nota final) y una presentación oral sobre un tema relacionado con la transferencia de calor (15% de la nota final).



CRITERIOS DE EVALUACIÓN:



PRUEBA ESCRITA

- Identificación de los mecanismos de transferencia de calor

- Aplicación de los conceptos básicos

- Escribir correctamente las fórmulas

- Desarrollos matemáticos y obtención de resultados

- Evaluación crítica de los resultados obtenidos



PRÁCTICAS DE ORDENADOR:

- Conocimiento del código del programa EES

- Aplicación de los conceptos básicos de transferencia de calor y diferencias finitas

- Identificación y corrección de los errores cometidos durante la programación



INFORMES DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO:

- Toma de medidas correctas en el laboratorio

- Aplicación correcta de las fórmulas

- Plazos de entrega y formato adecuados



PRESENTACIÓN SEMINARIO:

- Formato y duración de la presentación

- Contenido de la presentación

- Exposición oral de la presentación



ACTIVIDADES EN GRUPO:

- Contribución y participación en los trabajos

- Actitud colaborativa positiva

- Asistencia y puntualidad a las reuniones

El sistema de evaluación es continuo correspondiendo un 45% de la nota final a prácticas de laboratorio, ordenador y seminario (GL+GO+S).



NOTA FINAL:



PRUEBA ESCRITA (55% - Son 3 problemas y se hace media geométrica)

PRÁCTICAS DE ORDENADOR (15%)

PRÁCTICAS DE LABORATORIO (15%)

PRESENTACIÓN SEMINARIO (15%)



Para obtener la nota final, en el caso de cumplir el requisito mínimo, a la prueba escrita se le suma las calificaciones obtenidas durante el curso en las GL+GO+S. Por tanto las notas de las GL+GO+S obtenidas antes de la convocatoria ordinaria se guardarán durante el curso.



CONDICIONES:



- REQUISITO MÍNIMO: Para aprobar la asignatura en la prueba escrita a desarrollar habrá que obtener un mínimo del 40%. En actas aparecerá la nota de la prueba escrita en caso de no llegar al mínimo requerido.

- RESULTADOS NEGATIVOS GL+GO+S: En el caso de haber obtenido resultados negativos en las GL+GO+S (menos de un 50% en la nota) y querer optar al 100% de la calificación en la convocatoria extraordinaria, el alumnado se lo deberá notificar de forma escrita a la persona coordinadora de la asignatura con al menos un mes de antelación a la prueba escrita. En tal caso el alumnado tendrá derecho a presentarse a los exámenes y actividades de la prueba de evaluación final.

- RENUNCIA: La renuncia supondrá la calificación de no presentado/a. Para renunciar bastará con no presentarse a la prueba escrita.

- EVALUACIÓN FINAL: La persona que se quiera acoger al sistema de evaluación final renunciando así al sistema de evaluación continua, debe notificarlo por escrito a la persona coordinadora de la asignatura con al menos un mes de antelación a la prueba escrita. En este sistema el formato de prueba escrita es igual al de la convocatoria extraordinaria manteniendo el requisito mínimo, pero se añade una prueba sobre una práctica de laboratorio (15% de la nota final), dos pruebas de ordenador (15% de la nota final) y una presentación oral sobre un tema relacionado con la transferencia de calor (15% de la nota final).

- Materiales que se publicarán a lo largo del curso en la plataforma virtual eGELA (power points, ejercicios, enunciados, informes...)
- Çengel, Y. Transferencia de Calor y Masa, un enfoque práctico, 3ª edición, 2007.

Bibliografía básica

- Incropera, F. P. & De Witt, D. P. Introduction to Heat Transfer. John Wiley & Sons. New York. 1990.

- Carnahan B., Luther H.A., Wilkes J.O., Cálculo numérico, métodos aplicaciones

Bibliografía de profundización

- Chapman, A. J. Transmisión del Calor. Ed. Interciencia. Madrid. 1974.
- Kreith, F. & Bohn, M. Principios de transferencia de Calor. Thomson. Madrid. 2002.
- Ishachenko V., Osipova V., Sukomel A.,Transmisión del calor
- ASHRAE. Handbook of Fundamentals.
- ASHRAE. Handbook of System and Applications
- Eckert, E.R.G., Drake, R.M.- Análisis of Heat and Mass Transfer. Mc Graw-Hill. (1.972).
- Hotel, H.C., Sarofim, A.F.- Radiative Transfer. Mc Graw-Hill Company (1.976).
- Jacob, M.- Heat Transfer, Vol. I y II. JohnWiley and Sons. (1.957).
- Kays, W.m., London, A.L.- Compact Heat Exchangers. Mc Graw-Hill. (1.964).

Revistas

- Heat Transfer Engineering. USA.
- International Journal of Heat and Mass Transfer, Elsevier.
- Applied Thermal Engineering, Elsevier.
- ASHRAE Journal. USA.
- Energy, Pergamon.

Direcciones web

- http://www.ashrae.org/