Competencias Generales:



Las competencias generales de la titulación asignadas a esta asignatura son:

M02CM05: Comparar y seleccionar alternativas tecnológicas, integrando criterios técnicos, económicos, medio ambientales y de impacto social.

M02CM08: Utilizar tecnologías de la información y comunicación aplicadas al aprendizaje y manejar fuentes de información (bases de datos)

M02CM09: Comunicar y transmitir por escrito y de forma oral los conocimientos y resultados, adquiridos en un entorno pluridisciplinar.

M02CM12: Resolver problemas de las materias comunes de la rama industrial, planteados con criterios de calidad, sostenibilidad y criterio ético.



Competencias Específicas:



M02CM01: Analizar, modelizar y calcular equipos e instalaciones para el manejo de materiales sólidos y de fluidos para la transmisión de calor.



En vista de las competencias específicas de la titulación los objetivos de la enseñanza (OE) para esta asignatura son:



OE-1: Comprender los fundamentos y ecuaciones básicas de los mecanismos de transmisión de calor.

OE-2: Saber realizar el análisis en estado no estacionario de la transmisión de calor por conducción en geometrías simples.

OE-3: Familiarizarse con las correlaciones empíricas para la determinación de coeficientes de transmisión de calor.

OE-4: Comprender el análisis de la transmisión de calor en sistemas de mecanismos combinados para predecir la contribución de cada uno.

OE-5: Saber analizar, modelizar, calcular y dimensionar equipos e instalaciones para la transmisión de calor



Para determinar el alcance de los OE se estableces los siguientes Resultados de Aprendizaje (RA):



RA-1: Identificar y comprender los fundamentos los mecanismos de transmisión de calor y su combinación.

RA-2: Aplicar el balance de energía en sistemas con transmisión de calor.

RA-3: Aplicar la ley de Fourier en sólidos con geometrías plana, cilíndrica, esférica y superficies extendidas en estado estacionario para calcular el calor transmitido.

RA-4: Analizar el estado transitorio en sólidos con resistencia interna despreciable y en sólidos con geometrías plana, cilíndrica, esférica, y sólido semiinfinito con resistencia interna.

RA-5: Resolver problemas de transmisión de calor por conducción mediante cálculo numérico.

RA-6: Identificar el tipo de convección existente y elegir la correlación más apropiada para la estimación del coeficiente convección, tanto para sistemas monofásicos como con cambio de fase.

RA-7: Analizar y calcular el calor transmitido en un sistema por convección, radiación y mecanismos combinados.

RA-8: Analizar y dimensionar, desde el punto de vista térmico, los cambiadores de calor y evaporadores.

Temario



1.- Fundamentos básicos de la transmisión de calor.

Introducción. Transferencia de calor en la ingeniería. Balances de energía. Mecanismos de transmisión de calor: conducción, convección y radiación. Sistemas de transferencia de calor combinados. Unidades y dimensiones. Escalas de temperatura. Aparatos para la medida de temperatura.



2.- Transmisión de calor por conducción en estado estacionario.

Introducción. Ley de Fourier: Conductividad térmica. Materiales aislantes. Ecuación general de conducción de calor. Condiciones iniciales y de frontera. Conducción de calor a través de: placas planas. Concepto de resistencia térmica. Pared compuesta. Conducción de calor en sistemas radiales: cilindros y esferas. Radio crítico de aislamiento. Superficies extendidas: aletas. Conducción unidireccional con generación uniforme de energía. Conducción en dos y tres direcciones: resolución de las ecuaciones de diferencias finitas.



3.- Transmisión de calor por conducción en estado no estacionario.

Introducción. Sistemas con resistencia interna despreciable. Efectos espaciales: pared plana con convección, sistemas radiales con convección y sólido semiinfinito. Sistemas multidimensionales. Métodos numéricos: diferencias finitas.



4.- Análisis de la transferencia de calor por convección.

Introducción. Número de Nusselt. Capa límite de velocidad. Capa límite térmica: número de Prandtl. Deducción de las ecuaciones diferenciales de la convección. Analogias entre la cantidad de movimiento y la transferencia de calor.



5.- Convección forzada.

Introducción. Convección externa forzada: Flujo paralelo sobre placas planas; Flujo alrededor de cilindros y esferas; Flujo sobre bancos de tubos. Convección interna forzada: Flujo laminar; Flujo turbulento.



6.- Convección natural.

Introducción. Ecuación del movimiento y número de Grashof. Convección natural sobre superficies. Convección natural sobre superficies con aletas. Convección natural dentro de recintos cerrados. Convección natural y forzada combinadas. Perfil de velocidad y de temperatura en convección natural. Cálculo del coeficiente de convección natural. Efecto de la geometría. Efecto de la convección natural sobre el coeficiente de convección en régimen laminar.



7.- Transmisión de calor con cambio de fase.

Introducción. Transferencia de calor en la ebullición. Ebullición en estanque. Ebullición en flujo. Transferencia de calor en la condensación. Condensación en película. Condensación en película dentro de tubos horizontales.



8.- Cambiadores de calor.

Tipos de intercambiadores de calor. Coeficiente total de transferencia de calor. Factor de ensuciamiento. Análisis de los intercambiadores de calor. Cambiadores de calor de tubos concéntricos: ecuación básica de diseño. Cambiadores multitubulares y compactos: factor de corrección. Análisis por el método efectividad-número de unidades de transferencia.



9.- Evaporación.

Introducción. Capacidad y economía de un cambiador. Balances de materia y energía: ecuación de diseño de un evaporador. Aprovechamiento de la energía de los vapores: múltiples efectos. Tipos de evaporadores.



10.- Transmisión de calor por radiación.

Naturaleza de la radiación térmica. Interacción de la radiación con la materia: absorción, reflexión y transmisión. Emisión de una superficie por radiación: ley de Stefan-Boltzmann. Emisividad. Transmisión de calor entre superficies negras. Factores de visión. Superficies grises. Radiosidad. Transmisión de calor entre superficies grises que conforman un recinto cerrado. Transmisión de calor cpn gases emisores y absorbentes.

Clases Magistrales: Desarrollo de los principios básicos de la Transferencia de Calor.



Clases de Gruo de Aula y Grupo de Ordenador: Resolución de cuestiones (teóricas y/o prácticas), ejercicios (teóricos y/o prácticos) y problemas en pizarra y en ordenadores.



Clases de Seminario: Discusión y resolución de dudas, y control de las competencias adquiridas.

Evaluación CONTINUA.



La calificación global necesaria para superar la materia es del 50% (un 5 sobre 10).



Pruebas de valoración escritas: Valoración del 70 al 90%.

Durante el curso se realizaran pruebas escritas que evaluarán la adquisición de las competencias de la materia. La última prueba (Prueba Final) es una evaluación del conjunto de la asignatura, donde el alumno deberá mostrar que ha integrado todos los conocimientos.

Mínimos: En la última prueba escrita debe obtenerse más de un 4,0 sobre 10 en teoría y más de un 4,0 sobre 10 en problemas para superar la asignatura. En la Prueba de Problemas deberá puntuar en todos los ejercicios, un ejercicio sin contestar o puntuación cero será prueba no superada.



Realización de trabajos individuales y/o en grupo: Valoración 10-30%

En este apartado se consideraran las siguientes actividades:

Resolución de ejercicios/problemas/casos prácticos.

Prácticas de ordenador.

Informes escritos.

Participación en seminarios.

.../...

Mínimos: Asistir y/o participar y/o entregar el 60% de las actividades propuestas.



Los estudiantes que no se presenten a la Prueba Final se les calificara con "NO PRESENTADO"



En caso de que las autoridades competentes "suspendan las pruebas presenciales" estas se realizarán con los medios telemáticos necesarios para garantizar una evaluación correcta.



Evaluación NO CONTINUA.



El alumnado que desee ser evaluado mediante sistema de evaluación final deberá comunicarlo al profesorado en los términos y plazos establecidos en la Normativa de Evaluación de la UPV/EHU (artículo 8.3).

Los alumnos que opten por el sistema de evaluación final deberán realizar la Prueba Final (70-90%) más una Prueba Adicional (10-30%) que demuestre la adquisición de las competencias de la materia.

Mínimos: En la prueba Final debe obtenerse más de un 4,0 sobre 10 en teoría y más de un 4,0 sobre 10 en problemas para superar la asignatura. En la Prueba de Problemas deberá puntuar en todos los ejercicios, un ejercicio sin contestar o puntuación cero será prueba no superada.



Para superar la asignatura, la calificación mínima tanto en la Prueba Final como en la Prueba Adicional es de 5 sobre 10.



Los estudiantes que no se presenten a la prueba escrita se les calificara con "NO PRESENTADO"



En caso de que las autoridades competentes "suspendan las pruebas presenciales" estas se realizarán con los medios telemáticos necesarios para garantizar una evaluación correcta.

Libro de texto para la realización del examen de problemas que disponga de las propiedades termofísicas de los materiales, ecuaciones y correlaciones de transmisión de calor, valores de las constantes físicas y factores de conversión de unidades.

En caso de la realización de los exámenes por medios telemáticos: ordenador con conexión a la red, cámara, micrófono, y un dispositivo para digitalizar los documentos (sirve el teléfono móvil).

Bibliografía básica

Cengel, Y.A. y Ghajar, A.J.; Transferencia de calor y masa (4ª Ed.) Mc Graw Hill, México D.F. 2011



Kreith, F. y Bohn, M.S.; Principios de transferencia de calor, Thomson Learning, México 2001



Incropera, F.P. y DeWitt, D.P.; Fundamentos de transferencia de calor, Prentice Hall, México, 1999



McCabe, W.L. Smith, J.C. y Harriot, P; Operaciones básicas de ingeniería química; Mc Graw Hill, Madrid 1991

Bibliografía de profundización

Lienhard IV, J.H., Lienhard V, J.H., A Heat Transfer Textbook (3ª Ed.), Phlogiston Press, Cambridge 2002

Coulson, J.M.; Richardson, J.F.; Chemical Engineering; Vols. 1 y 2:, Butterworth-Heinemann, Oxford 1999