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CLIMATIZACIÓN
Y FRÍO INDUSTRIAL
pinche aquí para acceso al web de la asignatura Climatización
Titulación
Ing.Tec. en Mecánica , Ing. Tec. en Electricidad
Optativa
6 créditos
3
er curso - 6º cuatrimestre
Prof: José Antonio Millán
García
Objetivos:
Conocimiento de la tecnología, cálculo y diseño de instalaciones de
frío industrial y de climatización.
1.- PSICROMETRÍA
Parámetros
característicos del aire húmedo. Diagramas psicrométricos.
Operaciones básicas en el acondicionamiento del aire. Condiciones de
confort ambiental.
2.-
CICLOS FRIGORÍFICOS
Aplicaciones
industriales del frío. refrigeración por compresión de vapor. Ciclos
de compresión simple y múltiple. Refrigeración por absorción. Otros
sistemas de refrigeración.
3.-
CÁMARAS FRIGORÍFICAS.
Cálculo
de cargas térmicas. Desescarche. Cámaras frigoríficas, tipos y
características.
4.-
Equipos de las instalaciones
frigoríficas.
Evaporadores.
Condensadores. Compresores, válvulas de laminación. regulación. Otros
elementos auxiliares
5.-
TORRES DE REFRIGERACIÓN.
Tipos y
características. Balance de materia y energía en una torre. Integral
de Merkel. Partes constituyentes de una torre de refrigeración.
Mantenimiento
6.- Climatización.
Instalaciones
de climatización, cálculo. Sistemas de acondicionamiento: "todo
aire", "todo agua" y "aire-agua".
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Secciones
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CRONOGRAMA:
Climatización y Frío industrial
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1ª
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2ª
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3ª
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5ª
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6ª
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ENERGÉTICA
TÉRMICA INDUSTRIAL
Titulación
Ing. Tec. en Electricidad
Optativa
6 créditos
3
er curso - 6º cuatrimestre
Objetivos:
Dar un conocimiento de los equipos y tecnología de las instalaciones
térmicas y su impacto ambiental. Se analizan especialmente las
distintas tecnologías para el ahorro energético.
1.-
Sistemas de combustión.
Cálculos
de combustión (repaso). Combustibles para calderas de vapor. Cálculo
del poder calorífico. Preparación del combustible. Transporte y
almacenamiento. Quemadores de carbón. Inyectores para combustible
líquido. El tiro en chimeneas. Ventiladores centrífugos y axiales.
Contaminación atmosférica. Regulación de la combustión.
2.- HORNOS Y SECADEROS
INDUSTRIALES.
Transformación
de las características del producto. Mecanismos de la transmisión de
calor. radiación de gases. Clasificación de hornos. balance térmico
de un horno. Sistemas de recuperación de energía en hornos. Control de
temperatura en hornos. Parámetros característicos del aire húmedo.
Tipos de secaderos. Balance de energía de un secadero. recuperación de
energía en secaderos.
3.- Transporte
y distribución del vapor.
Dimensionado
de tuberías. Aislamiento de tuberías. Tipos de purgadores. Fenómenos
transitorios. Aprovechamiento del condensado revaporizado. Fugas en las
redes de distribución. Demanda variable de vapor- acumuladores-. Otros
fluidos térmicos.
4.-
FUNDAMENTOS DE LA DINÁMICA DE GASES.
Toberas y
difusores. propiedades de estancamiento. Flujo a través de toberas:
caso de tobera convergente y tobera convergente-divergente.
5.-
FUNDAMENTOS DE TURBOMÁQUINAS TÉRMICAS.
Ecuación
de Euler. Turbinas de Acción. Turbinas de reacción. Turbinas de
escalonamientos múltiples. turbocompresores centrífugos y axiales.
6.-
MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA (M.C.I.)
Clasificación.
Ciclos de M.C.I. alternativos. Ciclos reales. medición de la potencia y
del par motor. balance térmico. La combustión en los MCI. Elementos
constituyentes de las turbinas de gas: turbina, compresor, cámara de
combustión, y regenerador. Aplicaciones de los MCI a la cogeneración.
7.-
Auditoría Energética - Análisis termoeconómico.
Instrumentación
en instalaciones térmicas. Auditoría Energética. Análisis del
retorno de la inversión.
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ENERGÍA
Y MÁQUINAS TÉRMICAS
Titulación:
Ing. Tec. en Mecánica
Asignatura
optativa de 6 créditos
Curso:
3º (6º cuatrimestre)
Profesor: J. L.
Gutiérrez de Rozas
Objetivos
:
Ofrecer un estudio pormenorizado de las turbomáquinas térmicas,
incluyendo criterios de diseño, se estudian también las cámaras de
combustión y otros elementos constituyentes de las turbinas de gas (T.G.).
Se completa el curso, con el estudio de los motores de combustión
interna alternativos (M.C.I.A.).
1ª
PARTE
1.-
CICLOS DE TURBINAS DE VAPOR Y DE GAS.
Introducción.-
Ciclo de Rankine.- Ciclo con recalentamiento.- Ciclo regenerativo.-
Ciclo regenerativo con recalentamiento.- Compresores.- Ciclos de las
turbinas de gas.- El modelo de gas semiperfecto.- Ciclo regenerativo
para T.G., concepto de punto de cruce.- Diversas disposiciones de las
T.G.- Centrales de ciclo combinado.- Consideraciones sobre el análisis
exergético de ciclos.
2.-
DINÁMICA DE GASES.
Toberas
y difusores.- Velocidad del sonido y número de Mach.- Propiedades de
estancamiento.- Flujo isentrópico en conductos de sección variable.-
Flujo en una tobera convergente.- Flujo en toberas
convergente-divergentes.- Ondas de choque normales.- Coeficientes
experimentales en toberas y difusores.- Expansión de vapor en toberas.-
Flujo adiabático en conductos de sección constante. Línea de Fanno.-
Flujo en conductos de sección constante, con transferencia de calor. Línea
de Rayleigh.- Flujo isotérmico en tuberías de sección constante.
2ª
PARTE
3.-
CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE TURBOMÁQUINAS TÉRMICAS
Introducción.
Clasificación de las turbomáquinas- Ecuación de Euler.- Turbinas
axiales, clasificación.- Turbinas de acción. Cálculo de la relación
de velocidades óptima. Rendimiento de álabe. Esfuerzos axiales. Altura
de los álabes.- Turbinas de reacción. Grado de reacción. Relación de
velocidades óptima para grado de reacción del 50%.
4.-
PROYECTO DE TURBINAS DE VARIOS ESCALONAMIENTOS.
Turbinas
de escalonamientos múltiples. Disposiciones Parsons y Curtis. Cálculo
aproximado del número de escalonamientos.- Disposición de las grandes
turbinas de vapor.- Factor de recalentamiento en una turbina.- Pérdidas
en turbinas.- Diversos rendimientos en turbinas.- Regulación de las
turbinas de vapor (T.V.). Diagrama de regímenes de las T.V.-
Consideraciones sobre las T.G.
5.-
ESTUDIO TRIDIMENSIONAL DE ÁLABES.
Álabes
torsionados.- Ecuación diferencial del equilibrio radial.- Leyes
torsionales: diseño de torbellino libre, diseño con ángulo de entrada
constante de la raíz a la punta, diseño con grado de reacción
constante.- Disposición práctica del escalonamiento de una turbina de
gas. Ejemplos.
6.-
TURBOCOMPRESORES. TIPOS Y CAMPO DE APLICACIÓN.
La
ecuación de Euler aplicada a los turbocompresores. Campo de aplicación
de los diversos tipos de turbocompresores- Estudio termodinámico del
escalonamiento de un turbocompresor centrífugo. El sistema difusor en
los turbocompresores centrífugos. El factor de deslizamiento.- La
refrigeración en los turbocompresores.- Rendimiento politrópico de una
compresión.- Compresores axiales. Ganancia teórica de presión en un
escalonamiento. Factor de reducción del trabajo.- Análisis dimensional
aplicado a las turbomáquinas térmicas. Límite de bombeo. Curvas
características.- Control de los turbocompresores.
7.-
DISEÑO DE TURBOCOMPRESORES.
Coeficientes
de funcionamiento de los turbocompresores. Coeficientes de flujo y de
presión, velocidad específica. - Ejemplos de selección y diseño de
turbocompresores.- Perfiles aerodinámicos.- Compresores axiales transónicos
y supersónicos.
8.-
COMPONENTES DE LAS TURBINAS DE GAS.
La
combustión en las turbinas de gas.- Cámaras de combustión (C.C.).
Ecuación de la C.C.- Regeneradores.- Funcionamiento de las T.G. fuera
del punto de diseño.- Principales fabricantes de T.G.
9.-
APLICACIONES AERONÁUTICAS DE LAS TURBINAS DE GAS.
Propulsión
aeronáutica.- Cálculo del empuje de un turborreactor.- Rendimientos
propulsivo y motor.- Comparación entre dispositivos de propulsión.- La
toma de aire.- El compresor.- La cámara de combustión.- La turbina.-
La tobera de escape.- Sistemas auxiliares del motor .- Combustibles para
aeroreactores.- Medida de la potencia y el empuje en aerorreactores.
3ª
PARTE
10.-
FUNDAMENTOS DE M.C.I.A.
Breve
resumen histórico.- Clasificación de los M.C.I.: Motores de encendido
provocado (M.E.P.) y de encendido por compresión (M.E.C.).- Esquema y
nomenclatura del M.C.I.A.- Ciclo operativo.- Ciclos estandar de aire.-
Ciclos Otto, Diesel y semidiesel.- Presión media de un ciclo.- Ciclo
indicado.- Rendimientos y coeficientes característicos de los M.C.I.A.-
Relación entre la potencia y las condiciones ambientales.
11.-
ENSAYOS DE LOS M.C.I.A.
Medición
de la potencia y del par motor.- Curvas características.- Estabilidad
del funcionamiento de un motor.- Función de la caja de cambios en
motores para vehículos.- Balance térmico de un M.C.I.A.
12.-
FUNCIONAMIENTO DE LOS M.C.I.A.
La
distribución en los motores de cuatro tiempos. Rendimiento volumétrico.-
Motores de dos tiempos. El barrido.- Formación de la mezcla
aire-combustible en los M.E.P.- Últimas tecnologías en la formación
de la mezcla aire-gasolina: diversas formas de inyección de gasolina.-
La formación de la mezcla aire-combustible en los M.E.C.-
Sobrealimentación de motores.- La combustión en los M.C.I.A.-
Determinación de los índices de octano y cetano.- La contaminación
ambiental por los gases de escape.- La combustión en los M.E.P.,
variables que influyen en la detonación.- La combustión en los M.E.C.
13.-
SEMEJANZA DE LOS M.C.I.A.
Condiciones
de semejanza y sus consecuencias.- Número y disposición de los
cilindros.- Elección de la relación carrera-diámetro.- Aplicaciones
de los M.C.I.A.
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INSTALACIONES
TÉRMICAS
Titulación
Ing.Tec. en Mecánica (Intensificación INSTALACIONES INDUSTRIALES)
Optativa
6 créditos
3
er curso - 5º cuatrimestre
Prof: José Antonio Millán
García
Objetivos:
A partir de los conocimientos adquiridos en el curso anterior, se aborda
tanto la tecnología como el cálculo y diseño de instalaciones y
equipos térmicos más comunes.
1.- SISTEMAS DE
COMBUSTIÓN.
Cálculos de combustión
(repaso). Combustibles para calderas de vapor. Cálculo del poder
calorífico. Preparación del combustible. Transporte y almacenamiento.
Quemadores de carbón. Inyectores para combustible líquido. El tiro en
chimeneas. Ventiladores. Centrífugos y axiales. Contaminación
atmosférica. Regulación de la combustión.
2.-
CALDERAS DE VAPOR
Clasificación
de calderas. Órganos principales y auxiliares. Circulación natural.
Sobrecalentadores, economizadores y precalentadores de aire. tratamiento
de agua en calderas, purgas. Balance térmico en una caldera. Calderas
de recuperación.
3.-
Transporte y distribución del vapor.
Dimensionado
de tuberías. Aislamiento de tuberías. Tipos de purgadores. Fenómenos
transitorios. Condensadores y aerorefrigeradores. Aprovechamiento del
condensado revaporizado. Fugas en las redes de distribución. Demanda
variable de vapor- acumuladores-. Otros fluidos térmicos.
4.- CÁLCULO Y DISEÑO DE
CAMBIADORES DE CALOR.
Tipos de
intercambiadores de calor. Hipótesis para el cálculo térmico de
cambiadores de calor. Coeficiente global de transmisión de calor.
Factor de ensuciamiento. Métodos DMLT y NUT. Pérdidas de carga al paso
de los fluidos.
5.-
HORNOS Y SECADEROS
INDUSTRIALES.
Transformación
de las características del producto. Mecanismos de la transmisión de
calor. radiación de gases. Clasificación de hornos. balance térmico
de un horno. Sistemas de recuperación de energía en hornos. Control de
temperatura en hornos. Parámetros característicos del aire húmedo.
Tipos de secaderos. Curvas características de secado. Balance de
energía de un secadero. Recuperación de energía en secaderos.
6.-
MÉTODOS NUMÉRICOS EN TRANSMISIÓN DE CALOR.
Mallado
de sólidos. Conducción bi y tridimensional en régimen permanente.
Conducción en régimen transitorio.
7.-
TECNOLOGÍAS DE AHORRO DE ENERGÍA. COGENERACIÓN.
Integración
térmica: introducción
a la tecnología de Pinch. Auditoría energética.
Análisis del retorno de la inversión. Cogeneración: Tecnologías.
Criterios tecnológicos y económicos
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TERMOTECNIA
Y GENERACIÓN TERMOELÉCTRICA
FUNDAMENTOS ENERGÉTICOS (CF)
Titulación
Ing.Tec. en Electricidad
Obligatoria
7.5 créditos
3
er curso - 5º cuatrimestre
Prof: José Antonio Millán
García
Objetivos:
Obtener los conocimientos básicos de termodinámica y de transmisión
de calor, así como sus aplicaciones a la conversión de energía.
1.- DEFINICIONES
FUNDAMENTALES
Energía:
cinética, potencial, interna, calor, trabajo. Sistema.- Volumen y
superficie de control.- Propiedades termodinámicas de las sustancias.-
análisis dimensional.
2.-
PRIMERO Y SEGUNDO PRINCIPIOS DE LA TERMODINÁMICA
Primer
principio.- Ecuación de la energía.- Ecuación de continuidad.-
Ecuación de Bernoulli.- Pérdidas de carga en tuberías.- El segundo
principio.- reversibilidad.- Trabajo de desplazamiento frontera.
3.- GASES
IDEALES
Ecuación
de estado de los gases perfectos.- Energía interna de los gases
ideales.- calor específico.- Fórmula de Mayer.- Procesos politrópicos.-
Entropía.- Rendimiento Isentrópico.- El ciclo de Carnot.- Mezclas de
gases ideales.- Medición de magnitudes termodinámicas.-
4.-
ESTUDIO DEL VAPOR DE AGUA
Líquidos
y vapores.- Título de un vapor.- Diagrama de Mollier.- Medición del
título de un vapor.- Propiedades de líquidos comprimidos.- Calderas,
turbinas y condensadores de vapor .
5.-
FUNDAMENTOS DE TRANSMISIÓN DE CALOR
Conducción,
ley de Fourier.- Convección.- Radiación.- Transferencia de calor desde
aletas.- Refrigeración de componentes electrónicos.- Intercambiadores
de calor.
6.-
CICLOS DE POTENCIA Y DE REFRIGERACIÓN
Consideraciones
generales.- Ciclo de Rankine.- Ciclo con recalentamiento.- Ciclo
regenerativo.- Compresores.- Compresores alternativos.- Refrigeración
por compresión de vapor.- Nociones ganerales y clasificación de los
M.C.I. alternativos.- Ciclos Otto y Diesel.- Ciclos de turbinas de gas.
7.-
RECURSOS ENERGÉTICOS Y PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD
Fuentes
de energía.- Clasificación de las centrales eléctricas.- Curvas de
carga diaria y anual.
8.-
FUNDAMENTOS DE COMBUSTIÓN
Combustibles
y combustión.- Propiedades de los combustibles.- Ecuaciones químicas
de la combustión.- Temperatura de rocío de los humos.- Análisis de
los productos de la combustión.- Temperatura de combustión.-
Formación de contaminantes en la combustión.-
9.-
CENTRALES TÉRMICAS A VAPOR
Esquema
de bloques.- Calderas de vapor.- Turbinas de vapor.- Condensadores.-
Calentadores de agua de alimentación y desgasificadores.
10.-
COGENERACIÓN DE CALOR Y ELECTRICIDAD
Turbinas
de gas.- Calderas de recuperación.- tecnologías de la cogeneración.-
centrales con ciclo combinado.
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CLIMATIZACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO
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Titulación
Arquitectura Técnica
Optativa 4.5 créditos
3
er curso - 6º cuatrimestre
Prof: José Antonio Millán
García
TEMA 1.- PARÁMETROS FUNDAMENTALES EN LA CLIMATIZACIÓN 1.1.- Introducción,
1.2.- El aire húmedo, 1.2.1.- Humedad absoluta, 1.2.2.- Humedad relativa 1.2.2.2.- El psicrómetro, 1.2.2.1.- Medidor de humedad relativa Relación entre la humedad absoluta y la relativa, 1.2.3. Punto de rocío, 1.2.4.- Entalpía del aire húmedo, 1.3.- El diagrama psicrométrico,
1.3.1.- Obtención de los parámetros mediante el diagrama psicrométrico, 1.3.1.1.- Temperatura húmeda, entalpía y humedad absoluta, 1.3.1.2.- Obtención del punto de rocío, 1.3.1.3.- Escala de factor sensible. TEMA 2.- OPERACIONES
FUNDAMENTALES EN EL AIRE ACONDICIONADO 2.1.- Mezcla de dos cantidades de aire húmedo, 2.2.- Calentamiento sensible, 2.3.- Enfriamiento sensible, 2.4.- Humidificación, 2.4.1.- Humidificación por saturación adiabática, 2.4.2.-
Humidificación por aporte de vaporización, 2.5.- Deshumidificación, 2.5.1.- Deshumidificación por enfriamiento,2.5.2.- Deshumidificación química. TEMA 3.- CONDICIONES AMBIENTALES PARA EL CONFORT
3.1.- Introducción, 3.1.1.- Calor generado por el cuerpo humano. Balance energético, 3.2.- Condiciones ambientales para el confort, 3.2.1.- El diagrama de confort, 3.3.- Distribución de las temperaturas, 3.3.1.- Efecto de la velocidad del aire,
3.4.- Ventilación, 3.5.- Condiciones del proyecto. TEMA 4.- CÁLCULO DE LA CARGA TÉRMICA
4.1.- Introducción, 4.2.- Condiciones del proyecto, 4.2.1.- Condiciones exteriores del proyecto, 4.2.2.- Condiciones interiores del proyecto, 4.2.3.- Otras condiciones a tener en cuenta, 4.3.- Composición de la carga térmica, 4.3.1.- Partidas de calor sensible, 4.3.2.- Partidas de calor latente, 4.3.3.- Partidas aportadas por el aire de
ventilación, 4.4.- Cuantificación de las cargas térmicas, 4.4.1.- Calor sensible por la radiación solar [vidrio, ventanas, etc. (A1), 4.4.2.- Calor sensible de radiación/transmisión [paredes y techo (A2)], 4.4.3.- Calor sensible a través de paredes y techo no exteriores (A3), 4.4.4.- Calor sensible debido al aire de infiltraciones (A4), 4.4.5.- Calor sensible generado por las personas que ocupan
el local (A5), 4.4.6.- Calor sensible debido a la iluminación del local (A6), 4.4.7.- Calor sensible generado por los motores situados en el local (A7), 4.4.8.- Calor latente introducido por el aire de las infiltraciones (B1), 4.4.9.- Calor latente generado por las personas que ocupan el local (B2), 4.4.10.- Calor latente generado por otras causas (B3), 4.5.- Aportes de calor procedentes del aire
de ventilación, 4.5.1.- Calor sensible del aire exterior de ventilación (A8), 4.5.2.- Calor latente procedente del aire de ventilación (B4), 4.6.- Cálculo de las cargas totales, 4.6.1.- Acumulación de calor radiante en las estructuras.
TEMA 5.- El ACONDICIONAMIENTO DE AIRE 5.1.- Introducción, 5.2.- Descripción del proyecto, 5.3.- Cuantificación de los parámetros fundamentales, 5.3.1.- Calculo de la temperatura
de rocío de la U.A.A., 5.3.2.- Cálculo del caudal de aire, 5.3.3.- Temperatura del aire a la entrada de la U.A.A., 5.3.4.- Temperatura del aire a la salida de la U.A.A., 5.4.- Cuantificación de la potencia frigorífica de la U.A.A., 5.5.- Casos particulares, 5.5.1.- Caso de que no exista aire exterior de ventilación, 5.5.2.- Caso en que todo el aire de ventilación es exterior,
TEMA 6.- SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN-
CICLOS FRIGORÍFICOS. 6.1.- Refrigeración por compresión de vapor. 6.2.- Refrigeración por absorción. Otros sistemas de refrigeración. 6.3.- Equipos de las instalaciones frigoríficas.
Evaporadores. Condensadores. Compresores, válvulas de laminación. Regulación. Otros elementos auxiliares.
TEMA 7.- SISTEMAS DE AIRE ACONDICIONADO 7.1.- Introducción, 7.2.- Producción de frío, 7.3.- Elementos básicos en las instalaciones de climatización, 7.4.- Clasificación de los
sistemas de aire acondicionado, A) Según el medio utilizado para enfriar el condensador: Sistemas de acondicionamiento: "todo aire", "todo agua" y "aire-agua". B) Según la configuración, El acondicionador de ventana, Consola condesada por aire, Consola condensada por agua, Equipos
partidos, Fan – coils, Inductores, Climatizadores, Centrales enfriadoras de agua y torres de refrigeración. 7.5- Sistema VAV Sistemas de dos tubos, Sistemas de tres tubos,- Sistemas de cuatro tubos. |
