A- Conocer las formas de energía (Energía primaria y final).

B- Adquirir bases científicas de la producción y conversión de la Energía.

C- Aplicar los principios básicos de termodinámica y termotecnia y su aplicación a la resolución de problemas de ingeniería.

D- Comprender los principios y los objetivos de las diferentes estrategias de transformación de la energía con una alta eficiencia (Motores, turbinas, co-generación, energías renovables, política energética... etc).

E- Desarrollar competencias para resolver los problemas prácticos.



A continuación se especifican los principales resultados de aprendizaje, en base a tareas/actividades que el alumnado debería ser capaz de desarrollar finalizado el curso.



• Identificar las diferentes formas de energía primaria y final y conocer los principios termodinámicos para la conversión de energía primaria en energía final.

• Entender e interpretar balances energéticos.

• Realizar balances de materia y energía en instalaciones de combustión. Calcular el consumo de combustible y cantidad y composición de gases de combustión.

• Conocer las propiedades físico-químicas de combustibles sólidos, líquidos y gaseosos así como la metodología de cálculo del poder calorífico superior e inferior.

• Conocer los ciclos termodinámicos para la producción de energía eléctrica en centrales térmicas con turbinas de vapor y turbinas de gas.

• Diseñar centrales térmicas con turbinas de vapor y/o turbinas de gas: cálculo de requerimientos de combustible, selección del fluido de trabajo, presión de entrada a la turbina, presión del condensador, cálculo de la potencia desarrollada y eficiencia de la planta.

• Conocer las estrategias para el aumento del rendimiento: cogeneración y ciclo combinado.

• Conocer los ciclos termodinámicos para la producción de energía mecánica en motores de combustión interna.

• Clasificar y conocer la tecnología para el aprovechamiento de energías renovables.

A continuación se enumeran las competencias genéricas y transversales que el estudiante deberá adquirir una vez completada la asignatura. Dichas competencias se enmarcan dentro del módulo (M04) de intensificación en el Grado en Ingeniería Química.



Genéricas:

M04CM01. Aplicar los conocimientos adquiridos al desarrollo de tecnologías y procesos innovadores en sectores estratégicos de la Industria Química, centrados en energías renovables, medio ambiente y campos frontera.

M04CM02. Adaptar equipos y procesos a las nuevas tendencias tecnológicas, a requerimientos de mercado.



Transversales:

M04CM04. Manejar con destreza las fuentes de información y bases de datos relacionadas con las materias específicas cursadas en el módulo de intensificación, así como herramientas ofimáticas de apoyo a presentaciones orales.

M04CM05. Comunicar y transmitir, eficazmente, por escrito y de forma oral, los conocimientos, resultados, habilidades y destrezas adquiridos, en un entorno pluridisciplinar y multilingüe.

M04CM06. Organizar, planificar y liderar actividades en grupos de trabajo, con reconocimiento de la diversidad y multiculturalidad.

M04CM08. Resolver problemas específicos de las materias cursadas, proponer problemas alternativos, todos ellos planteados con criterios de calidad, sensibilidad por el medio ambiente, sostenibilidad, criterio ético y fomento de la paz.

Temario:



1. INTRODUCCIÓN. Objetivos de la Ingeniería Energética. Formas de energía: Energía primaria y final. Formas de Energía. Bases científicas de la producción y conversión de la Energía.

2. COMBUSTIBLES Y COMBUSTIÓN. Tipos y Propiedades de combustibles. Poder calorífico y su estimación.

3. INSTALACIONES DE COMBUSTIÓN. Balance de materia: Cálculo de aire teórico y real. Generadores de vapor. Balance de energía.

4. MOTOR TÉRMICO. Concepto de Motor Térmico. Clasificación de Motores Térmicos. Criterios de eficiencia. Cálculo de las propiedades termodinámicas de las sustancias puras. Calidad de Vapor. Representación de procesos térmicos en diagramas P-V, T-V, T-S, H-S.

5.CENTRALES TERMOELÉCTRICAS DE VAPOR. Ciclo de Rankine. Estrategias para aumentar la eficiencia: regeneración y sobrecalentamiento. Centrales termonucleares.

6. TURBINAS DE GAS. Ciclo de Brayton. Estrategias para aumentar la eficiencia: regeneración, sobrecalentamiento y compresión escalonada y refrigerada. Ciclo Combinado.

7. MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA. Motores Otto y Diesel. Ciclo Mixto.

8. COGENERACIÓN. Generación y Cogeneración. Tecnologías de Cogeneración. Ciclos de Cabecera y Ciclos de Cola. Criterios de eficiencia en plantas de cogeneración.

9. ENERGÍAS RENOVABLES. Clasificación y descripción de las energías renovables: tecnologías consolidadas y en desarrollo. Vector hidrógeno y celdas de combustibles.

10. ASPECTOS ECONÓMICOS Y MEDIOAMBIENTALES DE LA ENERGÍA. Gestión de la oferta y demanda de energía eléctrica. Planes energéticos. Reservas de energías: Teoría del pico de Hubbert. El calentamiento global del Planeta. Acuerdos internacionales: Protocolo de Kyoto y sus implicaciones.

Para que el alumnado pueda adquirir las competencias específicas y transversales anteriormente expuestas, se han programado tres tipos diferentes de modalidades docentes: clases de teoría, clases prácticas y seminarios. En las clases de teoría (T) el profesor presenta al estudiante un resumen del tema en el que incluirá los objetivos y conceptos fundamentales, información sobre material para preparar el tema y las aclaraciones que considere necesarias. En las clases prácticas (GA) se plantearán ejemplos (resolución de problemas y/o cuestionarios) para aplicar los conocimientos adquiridos. Serán clases interactivas que permiten discutir diferentes metodologías de resolución, identificando ventajas e inconvenientes de cada una de ellas. Los seminarios o tutorías de aula (S), se realizarán en grupos más reducidos, para procurar un ambiente de grupo de trabajo y facilitar la discusión de dudas. Aquí se programarán y analizarán tareas más personalizadas en función de las necesidades del estudiante. Se evaluarán además, junto al dominio de conocimientos, competencias sobre capacidad de expresión oral y de síntesis y razonamiento (competencias transversales). Los seminarios también se utilizarán para revisar y poner en común tareas asignadas durante el curso que permitan afianzar los conceptos trabajados. En general, en las actividades planificadas, el estudiante debe implicarse en procesos de búsqueda de información, análisis y razonamiento crítico.

Existen dos metodologías de evaluación: i) evaluación continua, y ii) evaluación final. En la evaluación continua, los estudiantes deberán completar las tareas programadas durante el curso, con los siguientes porcentajes de calificación: resolución de tareas individuales (10%), desarrollo de proyectos en equipo (10%), trabajo en grupo con exposición oral (10%) y pruebas escritas individuales (70%). Se realizarán dos pruebas escritas individuales durante el curso, la primera a mediados del cuatrimestre y la segunda durante el periodo de exámenes. Para poder optar a aprobar la asignatura en evaluación continua se requiere obtener una calificación mínima de 4,0 como media de las dos pruebas escritas individuales. Cumpliendo dicho criterio, se requiere una calificación mínima de 5,0 para APROBAR la asignatura en su modalidad de evaluación continua, atendiendo a los porcentajes de calificación. En el caso de no haber obtenido una calificación mínima de 4,0 como media de las pruebas escritas o de no obtener una calificación mínima de 5,0 como media final de la asignatura, la calificación de la asignatura en convocatoria ordinaria será NO APROBADO.





El alumnado podrá optar a ser evaluado mediante el sistema de evaluación final, independientemente de que haya participado o no en el sistema de evaluación continua. Para ello, el alumnado deberá comunicar por escrito al profesor responsable de la asignatura la renuncia a la evaluación continua, para lo que dispondrán de un plazo de 9 semanas desde el inicio de la asignatura, de acuerdo con el calendario académico del centro.



El hecho de no presentarse al examen de la convocatoria ordinaria de la asignatura conllevará la calificación de NO PRESENTADO independientemente de haber cursado la asignatura en modalidad de evaluación continua o final.

Se detallará el contenido de este apartado en eGela.

Bibliografía básica

Fundamentos de Termodinámica Técnica. M.J. Moran y H.N. Shapiro, Reverté, 2004.



Energy Science: principles, technologies, and impacts. J. Andrews and Nick Jelley, Oxford University Press, New York, 2017.



Combustion Science and Engineering. K. Annamalai, I.K. Puri, Taylor & Francis, New York, 2007.



Combustion Engineering. K.W. Ragland, K.M. Bryden, Taylor & Francis, New York, 2011.

Revistas

Fuel
Combustion and Flame.
Combustion Science and Technology.