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Guía de Estudio

ASIGNATURA: MÁQUINAS TÉRMICAS; CURSO 2013/14 - 1 - Grado en Ingeniería Mecánica Profesor: Fernando Cruz Peragón; Email: [email protected]; Tlfno: 953 212367; Edificio A3; Despacho 012 Departamento de Ingeniería Mecánica y Minera. Área de Máquinas y Motores Térmicos. Escuela Politécnica Superior de Jaén. Universidad de Jaén.

GUÍA DE ESTUDIO

Asignatura:

MÁQUINAS TÉRMICAS Grado en Ingeniería Mecánica por la

Universidad de Jaén 1.- MOTIVACIÓN Y ASPECTOS GENERALES En la metodología tradicional de enseñanza, se da un enfoque centrado en el conocimiento y contenidos, y donde se valora el trabajo del profesor. Sin embargo, el proceso de armonización europea exige una enseñanza basada en el alumno, lo que trae como consecuencia que los objetivos de la enseñanza sean los resultados del aprendizaje. Estos resultados de aprendizaje son los requisitos mínimos de una unidad o programa, y se expresan en términos de lo que sabe un aprendiz y lo que es capaz de hacer al final de su experiencia de aprendizaje. Así, estos resultados de aprendizaje se formulan en términos de competencias:

Competencia es un saber hacer complejo que exige un conjunto de conocimientos, habilidades, actitudes, valores y virtudes que garantizan la bondad y eficiencia de un ejercicio profesional responsable y excelente

Al enfocar la formación hacia las competencias, se adquiere mayor transparencia de los perfiles profesionales en los programas de estudio, se cambia a un enfoque educativo centrado en el alumno, y se aprecia mayor flexibilidad en el aprendizaje, puesto que cada día se demanda más una formación continua a lo largo de la vida profesional. Este aprendizaje se basa en la teoría constructivista, es decir, el alumno aprende a construir su conocimiento, y no a repetir lo que dice el profesor. Para ello, el alumno debe ser activo, desarrollar la labor en un contexto muy bien definido por el profesor, y ser capaz de trabajar solo y en colaboración con otros compañeros. Debe explorar, construir y diseñar su conocimiento, para lo cual además debe ser también evaluador de su propio aprendizaje. Sólo así se conseguirá un aprendizaje eficaz. De esta forma, el profesor pasa a ser una fuente de recursos, un guía en la búsqueda, un modelo para el camino y un apoyo en el esfuerzo. Sirve además para valorar y retroalimentar el producto del proceso de aprendizaje. El diseño de esta asignatura se enfoca en este sentido, de forma que el profesor dirige al alumno en su aprendizaje, tal y como se especifica en el sistema del Espacio Europeo de la Educación Superior. Al centrar el aprendizaje en el alumno, éste debe adquirir de forma muy concreta ciertas competencias. La evaluación de muchas de estas

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competencias no se realiza de forma adecuada en un examen final, ya que la ansiedad, cercanía de otras pruebas, o una recaída por enfermedad, hacen que el alumno, en multitud de ocasiones, no demuestre sus conocimientos de forma correcta. Una alternativa es la utilización de diferentes metodologías que hagan trabajar al alumno, ya sea de forma individual o colectiva en grupo, para la adquisición de las competencias definidas, que se desarrolle a lo largo de un tiempo suficientemente dilatado, y se puedan evaluar los resultados conforme se va desarrollando el aprendizaje. Así se definirá un conjunto de trabajos que abarquen técnicas docentes y actividades académicas que complementen los aspectos de teoría para conseguir los objetivos de aprendizaje de la asignatura. En ellos estarán incluidas prácticas de laboratorio y manejo del PC. Dentro de la tecnología, las clases prácticas de laboratorio juegan un papel muy importante en la asimilación de la materia y la formación integral de alumno. Hay que tener en cuenta que la comprobación experimental es el origen del desarrollo científico-técnico. Por otra parte, a través de las prácticas, el alumno se pone en contacto con métodos, diseños, equipos e instalaciones, sobre las que girará su trabajo profesional en el futuro. Igualmente, en los últimos tiempos asistimos al uso del PC para diferentes aspectos. Inicialmente se utilizó para el manejo de usuario como procesador de textos y hoja de cálculo (en menor medida las bases de datos), así como la ejecución y desarrollo de programas. Puesto que este nivel básico es vital para el futuro profesional del alumno, se potenciará su uso. En este sentido, una costumbre muy extendida es la de utilizar para los cálculos ciertos programas comerciales muy potentes (hay bastantes otros menos comerciales y menos potentes, y otros también comerciales y nada potentes) que hacen que, con el tiempo, se olvide la teoría. Independientemente de su uso, si se ve necesario o interesante, los cálculos se realizarán en programas específicos para PC, programándose por el propio alumno, o bien utilizando y completando ficheros aportados por el profesor. Finalmente, la red global posibilita su uso para la adquisición de información. Lo que antes era en muchos casos difícil y tedioso de obtener, ahora es, muy a menudo, sencillísimo. Por desgracia, en ocasiones es de tal magnitud la información disponible, que es fácil perderse en ella y no poder sintetizarla suficientemente. También se dará especial atención a su uso. En este sentido, la virtualización de las enseñanzas lleva a la utilización de una plataforma de apuntes específica, como es la ILIAS en esta Universidad. Se presenta la ficha general de esta asignatura, incidiendo en las competencias indicadas, así como en métodos de evaluación y contenidos, sobre los que se incidirá a continuación.


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FICHA DESCRIPTIVA DE ASIGNATURA

INFORMACIÓN GENERAL Denominación de la Asignatura: MÁQUINAS TÉRMICAS Número de créditos ECTS: 6 Ubicación Temporal: SEGUNDO CUATRIMESTRE Carácter: OBLIGATORIA Materia en la que se integra: MÁQUINAS TÉRMICAS Módulo en el que se integra: ESPECÍFICO DE MECÁNICA Departamento/s responsable/s de la docencia: ING. MECÁNICA Y MINERA Área/s responsables/s de la docencia: MÁQUINAS Y MOTORES TÉRMICOS ACTIVIDADES FORMATIVAS CON SU CONTENIDO EN CRÉDITOS ECTS, SU METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE, Y SU RELACIÓN CON LAS COMPETENCIAS QUE DEBE ADQUIRIR

EL ESTUDANTE

Actividades/Metodologías Créd. ECTS

Horas presen-ciales

Horas trabajo autónomo del

alumno

Competencia/s (códigos)

Clases expositivas en gran grupo: M1.1 y M1.2 4,5 45 67,5 CB.1, CB.2, CB.4

CEM.3 Clases en grupos de prácticas: M2.1, M2.2, M2.4, M.2.5 y M2.6 1 10 15 CB.1, CB.2, CB.4

CEM.3, CT.4 Tutorías colectivas/individuales: M3.1, M3.3, M3.4, M3.5 y M3.6 0,5 5 7,5 CB.3, CT.1

TOTALES 6 60 90

RESULTADOS DE APRENDIZAJE Resultados 1 Dominio de los conceptos aplicados a la caracterización de máquinas térmicas y su

dimensionado para usos varios Resultados 2 Cálculos asociados al estudio de máquinas térmicas volumétricas Resultados 3 Cálculos asociados al estudio de turbomáquinas térmicas. Pérdidas y regulación Resultados 4 Cálculos asociados al estudio de motores alternativos Resultados 5 Cálculos asociados al estudio de motores de turbinas de gas Resultados 6 Cálculos asociados al estudio de otras máquinas y motores térmicos

SISTEMAS DE EVALUACIÓN Y SISTEMA DE CALIFICACIONES Aspecto Criterios Instrumento Peso

Asistencia y participación

- Asistencia a sesiones teóricas y prácticas - Participación activa en la clase.

Hoja de firmas. Comentarios del profesor 10%

Conceptos de la materia

-Dominio de los conocimientos teóricos y operativos de la materia.

Examen teórico (conceptos y problemas) 70%

Realización de trabajos o casos

-Entrega de los casos (prácticas y trabajos dirigidos) bien resueltos. Se analizará estructura, calidad, originalidad, ortografía y presentación

Evaluación de memorias de prácticas y trabajos dirigidos 20%

El sistema de calificación se regirá por lo establecido en el RD 1125/2003 de 5 de septiembre por el que se establece el sistema europeo de créditos y el sistema de calificaciones en las titulaciones universitarias de carácter oficial.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS CONTENIDOS DE LA ASIGNATURA 1. Clasificación y aplicaciones 2. Máquinas térmicas volumétricas: análisis, caracterización y dimensionado, modelos. 3. Turbomáquinas térmicas: análisis de transformaciones, caracterización, dimensionado, modelos 4. Motores de combustión interna alternativos: análisis, caracterización, dimensionado, modelos. 5. Motores de turbinas de gas: análisis, caracterización, dimensionado, modelado 6. Otros motores térmicos: máquinas de vapor, motores Stirling, motores Wankel


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2.- CONTEXTO DENTRO DE LA TITULACIÓN. PREREQUISITOS La importancia de la Ingeniería Fluidomecánica y Térmica en el ámbito de la Ingeniería es fundamental, que se intensifica en las distintas especialidades de la rama Industrial, y más aún dentro de la especialidad Mecánica. Particularizando al caso de Ingeniería Térmica (fundamentada en la Termodinámica y Transferencia de Calor)Sus aplicaciones son varias, asociadas a instalaciones, diferenciándose las aplicaciones en las que se requiera la producción/transporte de calor y frío (principalmente haciendo uso de los conocimientos de Transferencia de Calor, si bien se precisan aspectos termodinámicos), y aquéllas en las que el objeto es la producción de trabajo o energía mecánica, haciendo uso principalmente de la Termodinámica Técnica. En la asignatura Ingeniería Térmica se estudian los fundamentos de ambas disciplinas, para ampliar dichos conocimientos en la asignatura Ingeniería Térmica II. Como resultado del aprendizaje en ambas, el estudiante conoce nomenclatura, tecnologías y metodologías de cálculo asociados a los principios de la Termodinámica, mecanismos de Transferencia de Calor, manejo de tablas y diagramas de propiedades termodinámicas y de transporte, análisis de ciclos termodinámicos complejos (como por ejemplo uso de recalentamientos en centrales de vapor o postcombustión en turbinas de gas, ciclos regenerativos en ambos sistemas, compresiones múltiples en refrigeración), prediseño de intercambiadores de calor, análisis de la combustión, etc. Además, el uso del PC aplicado a modelado de este tipo de sistemas se ha fomentado en Ingeniería Térmica II. Todo ello indica que, mientras que la asignatura Ingeniería Térmica es fundamental (necesaria para conocer aspectos básicos), las asignaturas obligatorias posteriores asociadas a este ámbito (Ingeniería Térmica II y Máquinas Térmicas), contienen aspectos avanzados de estudio, algunos de los cuales llegan a ser finalistas (aplicaciones directas al ámbito profesional). El carácter finalista que se puede observar en ambas disciplinas está relacionado con el diagnóstico energético y de funcionamiento de los sistemas térmicos (a través de medidas experimentales y modelado), e incluso de diseño en una fase preliminar (como se ha visto en Ingeniería Térmica II, por ejemplo, en relación a intercambiadores de calor, centrales de vapor o intercambio radiativo entre superficies grises). Este mismo carácter es el que toma la asignatura Máquinas Térmicas. El objetivo principal es conocer la tecnología y funcionamiento de las diferentes máquinas térmicas existentes, evaluando su comportamiento de forma experimental y teórica. Las aplicaciones principales serán las de caracterización y diagnóstico (a través de medidas y modelos) en su funcionamiento, que supondrán un punto de partida de cara a una optimización del mismo en un futuro. También se analizan diferentes aspectos básicos de diseño que deben tenerse en cuenta para un correcto funcionamiento. Los conocimientos complementarios en Mecánica de Fluidos, tanto fundamentales como avanzados (CFD), permiten un análisis de la física del sistema muy profundo que sí concreta métodos para llevar a cabo diseños fiables de elementos y componentes de estos sistemas. Otros conocimientos necesarios serán los de mecánica de máquinas, tanto básicos como avanzados, para el análisis dinámico de la transmisión de trabajo a través de la cadena cinemática de la máquina en estudio.


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3.- OBJETIVOS Y RESULTADOS DE APRENDIZAJE Los objetivos de aprendizaje de esta asignatura entrenan una serie de competencias, tanto transversales (generales) como específicas. Se pueden clasificar así: a) Generales

a.1) Instrumentales: que engloban la capacidad de análisis y síntesis, capacidad de organización y planificación, conocimientos generales básicos, comunicación oral y escrita, conocimiento de una segunda lengua, habilidades básicas en el manejo de PC, habilidades de gestión de la información (buscar y analizar información proveniente de diversas fuentes), resolución de problemas y toma de decisiones. a.2) Interpersonales: comprenden, entre otras, la capacidad crítica y autocrítica, trabajo en equipo, habilidades sociales, capacidad para comunicarse con expertos de otras áreas, apreciación de la diversidad y compromiso ético. a.3) Sistémicas: comprenden la capacidad de aplicar conocimientos en la práctica, habilidades para investigación, capacidad de aprender, creatividad, liderazgo, capacidad para trabajar de forma autónoma, diseño y gestión de proyectos, iniciativa, preocupación por la calidad y motivación de logro.

b) Específicas de esta disciplina. Éstas se engloban en las siguientes: b1.) Conocer la tecnología asociada a las máquinas térmicas, principios de funcionamiento y características fundamentales b.2) Analizar las transformaciones y ciclos termodinámicos asociados al funcionamiento de máquinas térmicas b.2) Caracterizar y diagnosticar máquinas térmicas a partir de medidas experimentales y cálculos asociados b.4) Dominar metodologías de cálculo y simulación para el modelado (diagnóstico) y diseño (en fase previa) de máquinas térmicas

Como resultados del aprendizaje de esta materia, se obtendrán los siguientes: Dominio de los conceptos aplicados a la caracterización de máquinas térmicas y

su dimensionado para usos varios Cálculos asociados al estudio de máquinas térmicas volumétricas Cálculos asociados al estudio de turbomáquinas térmicas. Pérdidas y regulación Cálculos asociados al estudio de motores alternativos Cálculos asociados al estudio de motores de turbinas de gas Cálculos asociados al estudio de otras máquinas y motores térmicos


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4.- CONTENIDOS Para impartir los contenidos indicados en la ficha de la asignatura se desarrolla el presente temario: U.D.1. GENERALIDADES TEMA 1.- GENERALIDADES DE MÁQUINAS TÉRMICAS; 1.1.- Introducción, Clasificación y Aplicaciones; 1.2.- Tecnología y funcionamiento; 1.2.1.- Turbomáquinas térmicas; 1.2.2.- Turbinas de gas; 1.2.3.- Máquinas térmicas volumétricas. Compresores; 1.2.4.- Máquinas térmicas volumétricas. Motores alternativos; 1.2.5.- Plantas de potencias; 1.3.- Características generales. Ensayos y curvas; 1.3.1.- Ensayos; 1.3.2.- Características en Máquinas térmicas; 1.3.3.- Características en Motores térmicos y plantas de potencia; 1.3.3.1.- Curvas características de motores alternativos; 1.3.3.2.- Curvas características de turbinas de gas; 1.3.3.3.- Curvas para plantas de potencia; 1.4.- Contaminación TEMA 2.- MODELADO EN MÁQUINAS TÉRMICAS; 2.1.- Aspectos generales; 2.1.1.- Modelado matemático; 2.1.2.- Clasificación de modelos; 2.1.3.- Validación de modelos. Identificación de parámetros; 2.2.- Utilización de curvas características de funcionamiento en estado estacionario para propósitos de diagnóstico y predicción; 2.2.1.- Modelos predictivos en sistemas donde se involucra trabajo; 2.2.2.- Sistemas que incluyen energía calorífica; 2.3.- Propiedades termofísicas; 2.4.- Modelado de flujo de gases; 2.4.1.- Modelos de valor medio; 2.4.2.- Modelos de llenado y vaciado; 2.4.3.- Flujo unidimensional en conductos; 2.5.- Modelado de transformaciones y ciclos termodinámicos; 2.5.1.- Análisis de ciclos termodinámicos en modelos cerodimensionales o cuasidimensionales; 2.5.2.- Modelos físicos dimensionales (CFD); 2.6.- Combustión; 2.6.1.- Estequimetría; 2.6.2.- Reacciones en equilibrio; 2.6.3.- Cinética de las reacciones; 2.6.4.- Temperatura de llama y rendimiento de la combustión; 2.7.- Pérdidas de calor; 2.8.- Cinemática y dinámica de máquinas; 2.8.1.- Cinemática del mecanismo biela-manivela en máquinas con movimiento alternativo; 2.8.2.- Principales pares transmitidos a lo largo de la cadena cinemática de la máquina alternativa; 2.8.3.- Dinámica de rotores; 2.8.4.- Pares transmitidos por la cadena cinemática flexible U.D. 2.- MÁQUINAS TÉRMICAS VOLUMÉTRICAS TEMA 3.- MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA ALTERNATIVOS; 3.1. Introducción; 3.1.1.- Geometría; 3.1.2.- Ciclos operativos; 3.1.3.- Propiedades del fluido operante.; 3.2.- Ciclos teóricos; 3.2.1.- Ciclo ideal OTTO; 3.2.2.- Ciclo ideal DIESEL; 3.2.4.- Ciclo ideal mixto o de SABATHE; 3.2.5.- Otros ciclos ideales; 3.2.6.- Ciclos de aire equivalente y aire-combustible; 3.3.- Parámetros principales; 3.3.1.- Potencias y presiones medias; 3.3.2.- Rendimientos; 3.3.3.- Curvas características; 3.4.- Renovación de la carga; 3.4.1.- Coeficientes y Rendimientos; 3.5.- Requerimientos de mezcla; 3.5.1.- Motores de encendido provocado; 3.5.2.- Motores de encendido por compresión; 3.6.- Combustión; 3.6.1.- Motores de encendido provocado; 3.5.2.- Motores de encendido por compresión; 3.8.- Pérdidas; 3.9.- Sobrealimentación TEMA 4.- COMPRESORES VOLUMÉTRICOS; 4.1.- Introducción; 4.2.- Compresores alternativos; 4.2.1.- Diagrama p-V; 4.2.2.- Influencia del espacio perjudicial en la potencia y tamaño del compresor; 4.2.3.- Rendimiento volumétrico; 4.2.4.- Potencias y rendimientos; 4.2.5.- Compresión en varias etapas; 4.2.6.- Regulación de los compresores alternativos; 4.3.- Compresores rotativos; 4.3.1.- Compresores de paletas; 4.3.2.- Compresor de rodillo; 4.3.3.- Compresores de tornillo; 4.3.4.- Compresores tipo Roots; 4.3.5.- Compresor frigorífico rotativo tipo Scroll; 4.3.6.- Regulación de los compresores volumétricos rotativos. TEMA 5.- OTRAS MÁQUINAS VOLUMÉTRICAS; 5.1.- Introducción; 5.2.- Motor rotativo ‘Wankel’; 5.3.- Motor Stirling; 5.4.- Máquina de vapor; 5.5.- Motor de aire


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UD. 3.- MÁQUINAS TÉRMICAS BASADAS EN TURBOMÁQUINAS TEMA 6.- TURBOMÁQUINAS TÉRMICAS; 6.1.- Introducción; 6.2.- Dirección del flujo en el rodete de una turbomáquina.; 6.3.- Transformación de energía mecánica y de fluido en el rodete; 6.4.- Deducción de la ecuación de Euler para las turbomáquinas motoras; 6.5.- Deducción de la ecuación de Euler para las turbomáquinas generadoras; 6.6.- Grado de reacción de un escalonamiento de una turbomáquina; 6.7.- Casos característicos de turbomáquinas; 6.7.1.- Turbinas axiales; 6.7.2.- Turbina centrípeta; 6.7.3.- Turbocompresor axial; 6.7.4.- Compresor centrífugo; 6.8.- Escalonamientos en las turbomáquinas; 6.8.1.- Escalonamientos en las turbinas; 6.8.2.- Relación entre el rendimiento de un escalonamiento y el del conjunto de la máquina; 6.8.3.- Escalonamientos en los turbocompresores; 6.9.- Estudio termodinámico del escalonamiento de acción; 6.9.1.- Escalonamiento de acción con presión constante en el rotor; 6.9.2.- Escalonamiento de acción con entalpía constante en el rotor; 6.9.3.- Escalonamientos de velocidad; 6.10.- Estudio termodinámico del escalonamiento de reacción; 6.10.1.- Escalonamiento de grado de reacción 0,5 con recuperación de la velocidad de salida; 6.10.3.- Álabes torsionados; 6.10.4.- Otros números adimensionales empleados en el estudio de las turbomáquinas; 6.10.5.- Consideraciones generales sobre el empleo de los diferentes escalonamientos; 6.11.- Curvas características y regulación de las turbomáquinas TEMA 7.- TURBINAS DE GAS; 7.1.- Introducción; 7.2.- Turbinas de gas para usos industriales. ciclos simples y avanzados; 7.2.1.- Ciclo teórico simple; 7.2.2.- Ciclo teórico regenerativo; 7.2.3.- Ciclo teórico con postcombustión; 7.2.4.- Ciclo teórico con refrigeración intermedia; 7.2.5.- Ciclo teórico regenerativo con refrigeración intermedia y postcombustión; 7.2.6.- Ciclos reales; 7.3.- Motores de reacción; 7.3.1.- Motores cohete; 7.3.2.- Aerorreactores; 7.3.2.1.- Potencias y rendimientos. Empuje; 7.3.2.2.- Transformaciones termodinámicas; 7.4.- Combustión; 7.5.- Regeneradores; 7.6.- Curvas características. Pérdidas y regulación 5.- DESARROLLO GENERAL DE LA ASIGNATURA 5.1.- Contenidos básicos Los contenidos de teoría y realización de ejercicios asociados al temario de la asignatura, se harán en horas de teoría, donde se prestará especial atención a los aspectos a evaluar en el examen de contenidos. Se dedicarán 2 horas semanales de clase a tal fin como norma general. Esto requiere que el trabajo autónomo del alumno sea de, al menos, tres o cuatro horas semanales para esta parte de la asignatura. Este trabajo consiste en leer y comprender la documentación que el profesor indique, además de realizar ejercicios de clase y de la bibliografía recomendada. La base de termodinámica está muy afianzada tras cursar las asignaturas Ingeniería Térmica e Ingeniería Térmica II, por lo que el alumno comprobará que la asimilación de estos conocimientos será muy rápida. Además, hay aspectos comunes con otras asignaturas de Ingeniería Fluidomecánica que se deben conocer también, por lo que prácticamente no existe dificultad conceptual en su estudio. Se debe hacer especial hincapié en la comprensión de los procedimientos de cálculo expuestos para el análisis de máquinas térmicas.


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5.2.- Trabajos dirigidos Se realizarán diversos trabajos dirigidos que englobarán aspectos prácticos de funcionamiento y medidas experimentales que llevan asociados una serie de cálculos adicionales. La mayor parte de ellos están relacionados con motores alternativos. Aparte del estudio que conllevan los contenidos mínimos, se adoptarán aspectos que pertenecen a dos métodos activos de aprendizaje por competencias: aprendizaje basado en problemas y resolución de casos. Éstos serán:

1.- Curvas características en Máquinas Térmicas Volumétricas 2.- Modelos termodinámicos (zona 0) de Máquinas Térmicas Volumétricas 3.- Modelos termodinámicos y características en sistemas que integran Turbomáquinas

Dentro de cada uno de los trabajos, se realizarán sesiones de laboratorio, y sesiones de cálculo/modelado en horas de prácticas y teoría y tutorías colectivas. Asimismo, hay aspectos dentro de cada trabajo que se pueden realizar de forma optativa. Antes de la realización de cada trabajo, el profesor lo presentará brevemente, indicando los aspectos fundamentales del mismo, que también se explican en una memoria que se entregará al alumnado. Posteriormente se pasa a la realización de una o más sesiones de laboratorio. Tanto en dichas sesiones, y tras la experimentación, como en horas de teoría y tutorías, se analizarán los datos medidos utilizando procedimientos de cálculo diversos. Por ello, se reserva una hora de teoría semanal para este fin. El procedimiento general (podrá haber modificaciones) de ejecución será el siguiente: 1.- En clase de teoría, el profesor explicará el trabajo a realizar, indicando los pasos, aportando información o indicando dónde y qué buscar, entre otros aspectos. 2.- El trabajo comienza con una parte teórica en la que el alumno debe profundizar. Así, debe buscar y analizar la información al respecto que sea necesaria, en diferentes fuentes, si bien habrá que partir siempre del texto de la bibliografía recomendada que indique el profesor. 3.- También puede llevar asociada una parte relacionada con el manejo del PC y programas adicionales. Así, el alumno podrá utilizar ficheros aportados por el profesor, o bien confeccionarlo por sí mismo. Se utilizarán los programas Excell de Microsoft ® y MatLab ®. Una vez adquiridos los conocimientos en teoría, se deben preparar los ficheros o utilizarlos directamente, según el trabajo en particular. 4.- El trabajo normalmente lleva una parte asociada al laboratorio de Máquinas y Motores Térmicos (Dependencia 004 del edificio A3), en cuanto a toma de datos. Las sesiones de prácticas servirán para experimentar, tomar datos y realizar cálculos sencillos. Todos estos datos se entregan al final de cada sesión en un formulario que ha de rellenarse. 5.- Para su correcto desarrollo se hará uso, como norma general, de una hora semanal de clase de teoría, así como de tutorías colectivas (5), y todas aquellas tutorías individuales que precisen los alumnos. A través de ellas se realizarán explicaciones adicionales, puestas en común o adquisición de alguna competencia puntual (procedimiento de cálculo o programa).


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Se pretende que el trabajo autónomo del alumno asociado a la realización de la parte obligatoria de estos trabajos dirigidos será mínimo, con el objeto de que se centre en el estudio de los conceptos y procedimientos de cálculo que se evaluarán en el examen de teoría. Por tanto, la mayor parte de las actividades que se indican en los trabajos dirigidos se harán en clase (ya sea en horas de prácticas o teoría), dirigidas por el profesor, entregando resultados gráficos o formulario, rellenos a mano. Sin embargo, hay una serie de aspectos que requieren más tiempo, por lo que se deben trabajar en casa. En cualquier caso, el tiempo dedicado a ellos no debe ser excesivo. Paralelamente, se realizarán 5 tutorías colectivas a lo largo del curso al final de las cuales se entregarán los resultados que resten, bien en papel o subiendo ficheros a la plataforma ILIAS. 5.3.- Evaluación El temario descrito supone la adquisición de los conocimientos básicos de la asignatura, y que serán evaluados de varias formas que sumarán una calificación final máxima de 10 puntos. Se proponen algunas medidas para fomentar el trabajo autónomo, incrementándose la puntuación. Los diferentes conceptos se evalúan en dos grandes bloques:

a) Bloque práctico (hasta 40%, debiendo sacar para aprobar un 15%), repartida la evaluación como sigue: a.1.- 5% por asistencia a todas las sesiones prácticas (y entrega de formularios) a.2.- 10% por asistencia y entrega de resultados en tutorías colectivas (5) a.3.- 5% por la asistencia a seminarios MatLab® (y entrega de resultados) a.4.- 20% por la realización de aspectos optativos y entrega de resultados

NOTA: El bloque práctico se considera superado cuando se activa la puntuación tras responder correctamente a unas cuestiones en el examen de teoría

b) Bloque Teórico: (hasta 70%, debiendo superar el 35% para aprobar el bloque): realización del examen teórico que incluirá 3 ejercicios (es necesario obtener el 50% de calificación máxima en cada uno de ellos), cada uno de los cuales integrará cuestiones teóricas, además de otras cuestiones asociadas a los trabajos dirigidos, necesarias para activar la puntuación del bloque práctico y demostrar los conocimientos adquiridos en aquél.

La asistencia y entrega de resultados es obligatoria en el caso de prácticas (a.1) y tutorías colectivas (a.2). TODAS DEBEN APROBARSE, garantizándose así la superación del bloque práctico.


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TABLA OPRIENTATIVA

Apartado TRABAJO 1

(Características Máquinas

Volumétricas)

TRABAJO 2 (Ciclos en Máquinas

Volumétricas)

TRABAJO 3 (Turbomáquinas)

CALIFICACIÓN TRABAJOS DIRIGIDOS

EXAMEN DE

TEORÍA

a.1. Laboratorio Prácticas 1 a 4 Prácticas 5 a 7 P. 8 5%

70%

a.2. Hojas Excell + TUTORÍAS

COLECTIVAS

T. C. 1 (Excell) T. C. 2 (Excell) T. C. 3 (p. 5-6)

T. C. 4 (Excell) T. C. 5 (p. 8) 10%

a.3 Modelos (MatLab)

Modelo transitorio MCIA

Modelo ciclo pV en M.

Volumétricas

Modelo ciclos TG, transitorios y características

5%

a.4 Aspectos Opttivos Sobre Modelos Sobre Modelos

y TC 3 Sobre Modelos y

TC 5 20%

MÍNIMO CALIFICACIÓN PARA APROBAR 15% 35% CALIFICACIÓN MÁXIMA 40% 70%

Con la asignatura aprobada, se puede obtener una calificación entre un 5 y un 11.

Aclaraciones

a) La falta de asistencia y/o entrega de resultados correspondientes a una de las actividades obligatorias (aps. a.1 y a.2) supone que ésta debe evaluarse al final del curso o en convocatoria extraordinaria. Dicha evaluación será individual y se hará de forma oral, precisándose el uso del PC, además de los resultados impresos y en ficheros.

b) La falta de asistencia y/o entrega de resultados correspondientes a una de las actividades no obligatorias (aps. a.3 y a.4) supone que el alumno voluntariamente asume su no valoración. De estos apartados no habrá evaluación adicional.

c) La valoración extra de aspectos optativos a.4 (principalmente asociados a actividades con MatLab®) sólo se hará en aquellos casos en que se haya asistido a todos los seminarios relacionados del ap. a.3, además de cumplir con la asistencia a 5 tutorías individuales como mínimo (para tratar exclusivamente estos temas).

En resumen, para optar al aprobado de la asignatura es obligatoria la asistencia a todas las sesiones de prácticas y tutorías colectivas, entregando la documentación requerida mínima en ellos en forma y plazo (alcanzando un 50% mínimo del máximo posible por este concepto), y obtener el 50% de calificación en cada uno de los tres ejercicios de los que se compone el examen de contenidos teóricos.


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5.4.- Planificación temporal orientativa SEMANA SESIÓN 2h SESIÓN 1h PRÁCTICA

(sesiones 2h) TUTORÍA

COLECTIVA 1 Pres. - T.1 T.1/T.2 -- -- 2 T.2 T.2 P.1 (g. I) -- 3 T.3 T.D.1 (TC1/E) P.1 (g. II) -- 4 T.3 T.D.1 (M) P.2 (g. I) -- 5 T.4 T.D.2 (TC2/E) P.2 (g. II) -- 6 T.4 /T.5 T.D.2 (TC2/E) -- 1 – T.D.1 7 T.6 T.D.2 (M) P. 5-6 (g. I) -- 8 T.6 T.D.2 (M) P. 5-6 (g. II) 9 T.6 T.D.2 (TC3/M/E) P. 7-8 (g. II) -- 10 T.6 T.D.3 (TC4/E) P. 7-8 (g. I) -- 11 T.7 T.D.3 (TC4/E) -- 2-3 – T.D.2 12 T.7 TD3 (TC5) P. 3-4 (g. I) 13 T.7 T.D.3 (M) P. 3-4 (g. II) 14 REPASO T.D.3 (M) -- -- 15 REPASO REPASO -- 4-5 – T.D.3

Simbología:

T.1, significa TEMA 1 de teoría P.1. significa PRÁCTICA DE LABORATORIO nº 1 TC1 significa Tutoría Colectiva 1 T.D.1. significa TRABAJO DIRIGIDO nº 1 (Excell/MatLab/TC):

TD1 (TC1/E) significa trabajo sobre fichero Excell, perteneciente a TD1, a evaluar en TC1 TD3 (TC3/M/E) significa trabajo sobre ficheros Excell y MatLab, perteneciente a TD3, a evaluar en TC3

6.- DATOS DEL PROFESOR Profesor: Fernando Cruz Peragón Edificio: A3; Despacho: 012; Teléfono: 953212367 Email: [email protected] Web personal: http://www4.ujaen.es/~fcruz/ 7.- BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA [1] Muñoz F., Payri F., Máquinas Térmicas. UNED [2] Mataix, C., 'Turbomáquinas térmicas', Dossat, 1989 [3] Payri, F., Desantes M., ' Motores de Combustión Interna Alternativos',

Publicaciones de la UPV, Valencia, 2011 [4] Muñoz, M., 'Problemas resueltos de motores térmicos y turbomáquinas térmicas',

UNED, Madrid, 2000 [5] Valdés del Fresno, M.; Wolff, G.; Casanova, J., 'Problemas resueltos de máquinas

y motores térmicos', ETSII de la UPM, Madrid, 1993


http://www4.ujaen.es/~fcruz/

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[6] Cohen, H., Rogers, G.F., Saravanamuttoo, H.I.H., 'Gas Turbine Theory', Addison Wesley, 1997

[7] Sánchez, T.; Muñoz, A.; Jiménez-Espadafor, F. 'Turbomáquinas térmicas', Síntesis, 2004

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[9] Muñoz, M.; Payri, F. ' Motores de Combustión Interna Alternativos', Publicaciones de la

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