Nombre: MÁQUINAS MARINAS I
Código: 513103011
Carácter: Obligatoria
ECTS: 4.5
Unidad Temporal: Cuatrimestral
Despliegue Temporal: Curso 3º - Primer cuatrimestre
Menciones/Especialidades:
Lengua en la que se imparte: Castellano
Carácter: Presencial
[CB1 ]. Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio
[CG1 ]. Capacidad para la redacción, firma y desarrollo de proyectos en el ámbito de la ingeniería naval y oceánica, de acuerdo con los conocimientos adquiridos según lo establecido en las fichas de las asignaturas, que formen parte de las actividades de construcción, montaje, transformación, explotación, mantenimiento, reparación o desguace de buques, embarcaciones y artefactos marinos, así como las de fabricación, instalación, montaje o explotación de los equipos y sistemas navales y oceánicos
[EPSB2 ]. Conocimiento de los sistemas diesel marinos, turbinas de gas y plantas de vapor.
[T4 ]. Utilizar con solvencia los recursos de la información
[T5 ]. Aplicar a la práctica los conocimientos adquiridos
Explicar el funcionamiento de los motores y máquinas térmicas de uso en un buque
Aplicar los balances de energía y exergía a sistemas térmicos instalados en el buque
Analizar el comportamiento del fluido de trabajo en las máquinas y motores térmicos
Calderas y generadores de vapor. Ciclos termodinámicos en turbinas de vapor, turbina de gas y ciclos combinados. Turbinas, escalonamientos, etapas de acción y reacción. Compresores axiales y radiales. Flujo axial en turbinas y compresores.
UD 1. Introducción a las máquinas térmicas
Tema 1. Balance de energía y exergía en sistemas abiertos y cerrados.
Balances de energía en sistemas cerrados y abiertos ¿ Definición de exergía. Trabajo máximo reversible en un sistema ¿ Exergía de trabajo ¿ Exergía de calor ¿ Exergía perdida ¿ Grado de Irreversibilidad de un proceso ¿ Balance de exergía en sistemas cerrados ¿ Balance de exergía en sistemas abiertos ¿ Irreversibilidad y rendimiento Exergético ¿ Consideraciones a la identificación de los flujos de energía y exergía ¿ Expresión general y diagramas energéticos y exergéticos ¿ Valoración de los flujos de energía y exergía en un motor ¿ Coeficientes de prestaciones ¿ Diagramas energéticos y exergéticos.
Tema 2. Reacción de Combustión - Fundamentos de la combustión - Introducción a la combustión - Combustibles - Modelado del aire de combustión - Determinación de productos de Combustión - Equilibrios de energía y entropía - Conservación de energía: sistemas de reacción - Evaluación de la entalpía de reacción - Balances de energía en Sistemas de reacción - Entalpía de combustión ¿ Poder calorífico - Determinación de la Temperatura adiabática de llama.
Tema 3. Clasificación de las máquinas térmicas.
Concepto de máquina térmica ¿ Clasificación de las máquinas de fluido ¿ Distinción entre máquina hidráulica y máquina térmica ¿ Clasificación de las máquinas térmicas ¿ Motores térmicos de combustión interna y de combustión externa ¿ Distinción entre máquina térmica y motor térmico ¿ Rendimiento de los motores térmicos ¿ Rendimiento del ciclo y rendimiento de la instalación ¿ Rendimiento exergético ¿ Campos de aplicación de los motores térmicos ¿ Cogeneración.
UD 2. Sistemas de producción de potencia basados en Turbomáquinas Térmicas
Tema 4. Instalaciones de potencia basadas en turbinas de vapor
Componentes principales de las instalaciones de potencia basadas en turbinas de vapor ¿ Balance y Rendimiento de generadores de vapor - Influencia de los parámetros termodinámicos de las centrales de ciclo de vapor ¿ Influencia de la presión del vapor a la entrada de la turbina ¿ Influencia de la temperatura del vapor vivo ¿ Influencia de la presión de condensación ¿ Ciclos de vapor utilizados en grandes centrales de vapor ¿ Ciclos de vapor con recalentamiento intermedio ¿ Ciclos de vapor regenerativos ¿ Turbinas de vapor en usos navales ¿ Cogeneración en plantas de ciclo de vapor ¿ Turbinas con toma intermedia ¿ Turbinas de contrapresión. Balance de energía y exergía en Instalaciones de turbina de vapor ¿ Rendimiento exergético y coeficiente de irreversibilidad.
Tema 5. Turbinas de gas para la obtención de potencia mecánica y plantas de ciclo combinado gas-vapor.
Introducción ¿ Tipos de instalaciones ¿ Comportamiento de las turbinas de gas en el punto de diseño ¿ Elección de los parámetros del ciclo termodinámico ¿ Ciclo simple regenerativo ¿ Ciclo compuesto ¿ Ciclo compuesto regenerativo ¿ Ciclos STIG ¿ Criterios de diseño de las instalaciones de turbina de gas ¿¿ Cogeneración con turbinas de gas ¿ Plantas de ciclo combinado de turbinas de gas y de vapor ¿ Esquema general de una planta de ciclo combinado de turbina de gas y de vapor. Balance de energía y exergía en Instalaciones de turbina de gas ¿ Rendimiento exergético y coeficiente de irreversibilidad.
Tema 6. Cogeneración
Introducción ¿ Definición y clasificación de los ciclos combinados ¿ Ejemplos de instalaciones de cogeneración ¿ Coeficientes de prestaciones; rendimientos de la instalación, factor de utilización de combustible, factor de ahorro de combustible ¿ Balance de energía y exergía en Instalaciones de ciclo combinado ¿ Plantas de referencia Instalación perfectamente acoplada a la demanda térmica y eléctrica ¿ Ejemplos y aplicaciones.
UD 3. Teoría básica de Turbomáquinas
Tema 7. Conceptos básicos generales sobre turbomáquinas térmicas.
Ecuación fundamental de las turbomáquinas ¿ Análisis del intercambio energético que tiene lugar en las turbo-máquinas ¿ Estructura de las turbomáquinas térmicas ¿ Clasificación de las turbomáquinas ¿ Aplicación de las ecuaciones y conceptos anteriores a turbinas y compresores ¿ Tipos de escalonamientos ¿ Turbomáquinas axiales ¿ Turbomáquinas axiales de reacción ¿ Turbomáquinas axiales de acción ¿ Turbocompresores axiales ¿ Turbomáquinas radiales ¿ Turbinas centrípetas ¿ Turbocompresores centrífugos ¿ Criterios que se utilizan para definir el rendimiento de las turbo-máquinas.
Tema 8. Turbinas axiales.
Campos de aplicación de las turbinas axiales y de las turbinas centrípetas ¿ Parámetros que definen la geometría de una corona de álabes y el flujo que la atraviesa ¿ Relación entre la geometría de la máquina y los triángulos de velocidades ¿ Parámetros que permiten definir el diagrama de velocidades en un escalonamiento de turbina ¿ Factores de los que dependen las pérdidas y el rendimiento en los escalonamientos de turbinas axiales ¿ Importancia del diagrama de velocidades en el prediseño de la máquina ¿ Valores óptimos de los parámetros que caracterizan la forma del diagrama de velocidades ¿ Escalonamientos en los que se recupera la velocidad de salida ¿ Escalonamientos en los que se pierde la velocidad de salida ¿ Comparación entre escalonamientos de acción y reacción ¿ Justificación de la necesidad de fraccionar el salto en una turbina axial ¿ Rendimiento de una turbina formada por múltiples escalonamientos.
Tema 9. Compresores axiales.
Introducción ¿ Parámetros de los que dependen las pérdidas en compresores axiales ¿ Correlaciones de pérdidas ¿ Valores óptimos de los parámetros que caracterizan la forma del diagrama de velocidades ¿ Razón por la que es necesario utilizar múltiples escalonamientos en compresores axiales ¿ Relación entre el rendimiento de los escalonamientos que componen la máquina y el rendimiento del turbocompresor ¿ Consideraciones sobre el diseño de turbomáquinas axiales.
UD 2. Sistemas de producción de potencia basados en Turbomáquinas Térmicas
Práctica 1. Análisis de ciclos de potencia basados en Turbina de Vapor Práctica 2. Análisis de ciclos de potencia basados en Turbina de Gas.
UD 3. Teoría básica de Turbomáquinas
Práctica 3. Análisis del comportamiento de las turbomáquinas.
La Universidad Politécnica de Cartagena considera como uno de sus principios básicos y objetivos fundamentales la promoción de la mejora continua de las condiciones de trabajo y estudio de toda la Comunidad Universitaria. Este compromiso con la prevención y las responsabilidades que se derivan atañe a todos los niveles que integran la Universidad: órganos de gobierno, equipo de dirección, personal docente e investigador, personal de administración y servicios y estudiantes. El Servicio de Prevención de Riesgos Laborales de la UPCT ha elaborado un "Manual de acogida al estudiante en materia de prevención de riesgos" que puedes encontrar en el Aula Virtual, y en el que encontraras instrucciones y recomendaciones acerca de cómo actuar de forma correcta, desde el punto de vista de la prevención (seguridad, ergonomía, etc.), cuando desarrolles cualquier tipo de actividad en la Universidad. También encontrarás recomendaciones sobre cómo proceder en caso de emergencia o que se produzca algún incidente. En especial, cuando realices prácticas docentes en laboratorios, talleres o trabajo de campo, debes seguir todas las instrucciones del profesorado, que es la persona responsable de tu seguridad y salud durante su realización. Consúltale todas las dudas que te surjan y no pongas en riesgo tu seguridad ni la de tus compañeros.
POWER CYCLES AND ENGINES
Energy and exergy balance in steam turbine and gas turbine power cycles. Energy and exergy balance combined power cycles.
TURBO MACHINERY
Axial-flow Turbines: Two-dimensional Theory
Axial-flow Compressors
Centrifugal Pumps and Compressors
Radial Flow Gas Turbines
Clase en aula convencional: teoría, problemas, casos prácticos, seminarios, etc
Clase de teoría: Sesión formativa para desarrollar conocimientos teóricos basada en trabajo sobre conceptos, teorías, etc. Pueden emplearse diferentes metodologías: clase magistral, clase inversa, gamificación, etc. De carácter presencial se basa en una clase expositiva. Resolución de dudas planteadas por los alumnos. Se tratarán los temas de mayor complejidad y los aspectos más relevantes.
Clase de problemas, ejercicios o casos prácticos: Sesión formativa para desarrollar conocimiento práctico o aplicado basada en la resolución de ejercicios, problemas o casos prácticos. Pueden emplearse diferentes metodologías: clase magistral, clase inversa, gamificación, etc. De carácter presencial se basa en una clase expositiva. Se resolverán problemas tipo y se analizarán casos prácticos. Se enfatizará tanto en el método de resolución como en el resultado y el sentido físico de éste. Se plantearán problemas y/o casos prácticos similares para que los alumnos lo vayan resolviendo individualmente.
29
100
Clase en laboratorio: prácticas
Clase de prácticas en laboratorio o de campo: Actividades orientadas al desarrollo de destrezas prácticas o aplicadas por parte del estudiante supervisadas por el profesor a distancia
0
100
Clase en campo o aula abierta (visitas técnicas, conferencias, etc.). En general, actividades que requieren de unos recursos o de una planificación especiales
Clase de prácticas en laboratorio o de campo: Actividades orientadas al desarrollo de destrezas prácticas o aplicadas por parte del estudiante supervisadas por el profesor a distancia
Actividades en grupo para desarrollar conocimiento teórico, práctico o aplicado basado en el trabajo sobre temáticas específicas o abordadas desde el punto de vista de la profesión.
0
100
Clase en aula de informática: prácticas
Prácticas de aula de informática: Sesión formativa para desarrollar destrezas prácticas o aplicadas por parte del estudiante supervisadas por el profesor. Mediante las sesiones de aula de informática se pretende que los alumnos adquieran habilidades básicas computacionales y manejen programas y herramientas de cálculo. De carácter presencial, se valorará el manejo de instrumentación. Desarrollo de competencias en expresión escrita y/u oral con la presentación de informe final en cada sesión de prácticas por los alumnos con apoyo del profesor
6
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación continua)
Actividades de evaluación (sistema de evaluación continua): pruebas escritas u orales, exposiciones, presentaciones, con carácter individual o de grupo, indicadoras de los conocimientos adquiridos. Se incluyen aquí actividades de evaluación formativa y sumativa
10
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación final)
Prueba escrita al finalizar el cuatrimestre
4
100
Tutorías
Tutorías Apoyo al estudiante sobre aspectos concretos de la asignatura. Pueden ser obligatorias, programadas por el profesor para el seguimiento de trabajos o tareas propuestas, o a demanda del estudiante.
6
50
Trabajo del estudiante: estudio o realización de trabajos individuales o en grupo
Realización de trabajos individuales o en grupo: Aprendizaje autónomo y/o colaborativo del estudiante para desarrollar conocimiento teórico, práctico o aplicado mediante realización de proyectos, informes de prácticas y/o trabajos
Estudio individual: Aprendizaje autónomo del estudiante para desarrollar conocimiento teórico, práctico o aplicado basado en la preparación y estudio autónomo de la asignatura.
80
0
Prueba oficial individual
Prueba escrita individual, examen final. Cuestiones y/o Problemas relacionados con los contenidos de la asignatura. Es necesario sacar un 3 sobre 10 de nota mínima en el examen par promediar con la nota de prácticas y seminarios.
70 %
Evaluación de prácticas, visitas y seminarios a partir de las memorias e informes correspondientes
Se realizarán entre una y tres sesiones de Seminarios de problemas de dos horas como máximo de duración cada una. Los alumnos, trabajando en equipo y de forma presencial, resuelven y discuten problemas planteados por el profesor. Se evalúa la resolución, el procedimiento, la presentación y el trabajo en equipo. El trabajo es entregado al profesor al finalizar la sesión. los seminarios NO son recuperables en la prueba final.
Prácticas de informática: Se evalúan los conocimientos adquiridos en la asignatura y la aplicación de los mismos a la resolución de problemas mediante el software adecuado. Se realizarán tres o mas sesiones de prácticas en el aula de informática de las cuales al menos dos serán puntuables para la evaluación de la asignatura.
Se articula un procedimiento opcional para aquellos estudiantes que deseen realizar la evaluación de prácticas, mediante una actividad a realizar el mismo día del examen final o extraordinario. El lugar y fecha de realización de esta prueba se indicará en la misma convocatoria del examen, se procurará que la fecha coincida con la del examen siempre que sea posible. En todo caso, no se exige un mínimo en prácticas para aprobar la asignatura.
Los seminarios de problemas no es posible recuperarlos por ser una actividad en grupo.
30 %
Prueba oficial individual
Prueba escrita tipo examen en el que se recogen todos los aspectos y resultados desarrollados en las clases de teoría y problemas. Para aquellos alumnos que no hayan seguido las actividades de la evaluación continua, la calificación de la asignatura será la obtenida en el examen final, es decir, tendrán ocasión de superar la asignatura con un examen final que valdrá el 100% de la nota.
70 %
Evaluación de prácticas, visitas y seminarios a partir de las memorias e informes correspondientes
Se mantendrá la nota obtenida en las pruebas de evaluación continua, practicas y seminarios, para aquellos alumnos que la hayan seguido.
Se articula un procedimiento opcional para aquellos estudiantes que deseen realizar la evaluación de prácticas, mediante una actividad a realizar el mismo día del examen final o extraordinario. El lugar y fecha de realización de esta prueba se indicará en la misma convocatoria del examen, se procurará que la fecha coincida con la del examen siempre que sea posible. En todo caso, no se exige un mínimo en prácticas para aprobar la asignatura.
Los seminarios de problemas no es posible recuperarlos por ser una actividad en grupo.
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30 %
Las prácticas deben realizarse y evaluarse en el periodo programado. Los seminarios de problemas basados en trabajo en grupo y/o cooperativo se llevarán a cabo y evaluarán durante el periodo de docencia y por su naturaleza no son recuperables, la nota obtenida es aplicable es su conjunto en la evaluación continua, en la final y en la extraordinaria.
Se articula un procedimiento opcional para aquellos estudiantes que deseen realizar la evaluación de prácticas, mediante una actividad a realizar el mismo día del examen final o extraordinario. El lugar y fecha de realización de esta prueba se indicará en la misma convocatoria del examen, se procurará que la fecha coincida con la del examen siempre que sea posible. En todo caso, no se exige un mínimo en prácticas para aprobar la asignatura.
Los seminarios de problemas no es posible recuperarlos por ser una actividad en grupo.
Autor: M. MUÑOZ
Título: INGENIERÍA TÉRMICA
Editorial: ETSII, UNED.
Fecha Publicación:
ISBN:
Autor: J.L. Gómez Ribelles
Título: TERMODINÁMICA TÉCNICA
Editorial: Servicio de Publicaciones de la Universidad Politécnica de Valencia
Fecha Publicación:
ISBN:
Autor: H. Cohen
Título: TEORÍA DE LAS TURBINAS DE GAS
Editorial: Ed Marcombo
Fecha Publicación:
ISBN:
Autor: Eastop and McConkey
Título: APPLIED THERMODYNAMICS FOR ENGINEERING TECHNOLOGIST
Editorial: Pearson-Prentice Hall
Fecha Publicación:
ISBN:
Autor: Moran, Shapiro
Título: FUNDAMENTOS DE TERMODINÁMICA TÉCNICA (Tomo I y II)
Editorial: Reverté, S.A.
Fecha Publicación:
ISBN:
Autor: CENGEL
Título: TERMODINÁMICA (TOMO I y II)
Editorial: McGraw-Hill
Fecha Publicación:
ISBN: