DATOS IDENTIFICATIVOS 2023_24
Asignatura (*) ENGINYERIA TERMODINÀMICA AVANÇADA Código 20755104
Titulación
Sistemes i Tecnologies de Conversió d'Energia/ Energy Conversion...(2019)
Ciclo 2n
Descriptores Cr.totales Tipo Curso Periodo
4.5 Obligatòria Primer 1Q
Impartición
Departamento Enginyeria Mecànica
Coordinador/a
CORONAS SALCEDO, ALBERTO
Correo-e alberto.coronas@urv.cat
Profesores/as
CORONAS SALCEDO, ALBERTO
Web
Descripción general e información relevante
En aquesta assignatura s'estudien diferents aspectes de l’enginyeria termodinàmica: anàlisi d’energia i exergia dels sistemes de potència i refrigeració i ús racional de l’energia primària amb sistemes d’energia d’alt rendiment.

Competències
Tipo A Código Competencias Específicas
 CE1 Determinar les prestacions de les tecnologies i els sistemes de conversió d'energia a partir de dades experimentals de propietats de fluids i variables d'operació.
 CE2 Conèixer, modelar i seleccionar les tecnologies de conversió energètica i d'energies renovables més adequades per a una determinada aplicació.
Tipo B Código Competencias Transversales
 CT3 Resoldre problemes complexes de manera crítica, creativa i innovadora en contextos multidisciplinaris.
 CT5 Comunicar idees complexes de manera efectiva a tot tipus d’audiències.
Tipo C Código Competencias Nucleares

Resultats d'aprenentage
Tipo A Código Resultados de aprendizaje
 CE1 Coneix els fonaments dels conceptes termodinàmics en l'enginyeria.
Coneix els nous refrigerants apropiats per als cicles de compressió de vapor en funció de les seves propietats termodinàmiques i el seu impacte mediambiental.
 CE2 Aplica anàlisi d'energia i d'exergia en processos d'enginyeria.
Analitza cicles de potència de gas i de vapor.
Analitza cicles orgànics de Rankine i cicles combinats.
Coneix els fonaments dels cicles de refrigeració i de les bombes de calor.
Descriu i analitza els cicles de refrigeració per compressió i les bombes de calor amb refrigerants zeotrópicos i CO2.
Tipo B Código Resultados de aprendizaje
 CT3 Reconeix la situació plantejada com un problema en un entorn multidisciplinari, investigador o professional, i afrontar-lo de manera activa (comprensió).
Segueix un mètode sistemàtic amb un enfocament global per dividir un problema complex en parts i per identificar les causes aplicant el coneixement científic i professional (anàlisi).
Dissenya una solució nova utilitzant els recursos necessaris i disponibles per tal d’afrontar el problema (creativitat).
Elabora un model realista que concreti tots els aspectes de la solució proposada (innovació).
Avalua el model proposat contrastant-lo amb el context real d’aplicació i és capaç de trobar limitacions i proposar millores (avaluació).
 CT5 Produeix un text de qualitat, sense errors gramaticals i ortogràfics, amb una presentació formal acurada i un ús adequat i coherent de les convencions formals i bibliogràfiques (qualitat).
Construeix un text estructurat, clar, cohesionat, ric i d’extensió adequada, amb capacitat per transmetre idees complexes (construcció del discurs).
Produeix un text adequat a la situació comunicativa, consistent i persuasiu, amb capacitat per transmetre idees complexes (eficàcia).
Tipo C Código Resultados de aprendizaje

Continguts
tema Subtema
CAPÍTOL 1. Revisió dels Conceptes bàsics i de la Primera Llei de la Termodinàmica
1.1 Revisió dels conceptes bàsics: transferència d'energia, transferència d'energia i anàlisi d'energia; Propietats termodinàmiques de substàncies pures. Anàlisi energètica de sistemes tancats.
1.2 Anàlisi de massa i energía de volums de control: principi de conservació de massa; balanç de massa per a processos de flux constant. Treball de flux i energia d'un fluid que flueix. Anàlisi energètica de sistemes de flux constant. Alguns fluxos fixos en dispositius d’enginyeria
1.3 Tècnica de resolució de problemes. Paquets de programari d’enginyeria.
CAPÍTOL 2. Revisió de la Segona Llei de la Termodinàmica 2.1 La Segona Llei: Motors tèrmics; Eficiència tèrmica. Refrigeració i bombes de calor; Coeficient de funcionament. Processos reversibles i irreversibles. El cicle de Carnot; la máquina térmica de Carnot; la qualitat de l'energia. El cicle invers de Carnot; El refrigerador i la bomba de calor de Carnot.
2.2 Entropia: concepte d'entropia i canvi d'entropia de substàncies pures. Processos isentròpics. Diagrames de propietats amb la entropia. Canvi d'entropia de líquids, sòlids i gasos ideals. Treball reversible de flux constant. Eficiència isentròpica del flux constant en dispositius d’enginyeria. Generació d'entropia associada a un procés de transferència de calor.
CAPÍTOL 3. El mètode exergètic 3.1 Concepte d’exergia i irreversibilitat: l’exergia com a potencial de treball de l’energia. Treball reversible i irreversibilitat. Eficiència de la Segona Llei.
3.2 Canvi d’exergia d’un sistema: exergia d’una massa fixa (exergia sense flux) o d'un sistema tancat. Exergia d’una corrent de flux: exergia de flux o (corrent). Mecanismes de transferència d’exergia. Exergia destruïda. Balanç exergètic en sistemes tancats i volums de control. Balanç exergètic per a dispositius de flux constant.
CAPÍTOL 4. Cicles de potència de gas i vapor 4.1 Cicles de potència de gas: consideracions bàsiques en l'anàlisi dels cicles de potència. Visió general dels motors alternatius. Cicles Brayton: cicle ideal per a motors de turbina de gas. Cicle Brayton amb refredament entre etapes de compressió, regeneració i reescalfament. microturbines de gas. Anàlisi d’eficiència de segona llei dels cicles de potència de gas.
4.2 Cicles de potència de vapor i combinats: el cicle de vapor de Carnot. El cicle de Rankine. Anàlisi energètica del cicle de Rankine ideal. Cicle de Rankine amb rescalfament i regeneratiu: bescanviadors oberts i tancats de l’aigua d'alimentació. Anàlisi de segona llei dels cicles de potència de vapor. Cogeneració. Cicles combinats de gas i vapor.
4.3 Cicles de potència ORC: cicle Rankine per fonts de calor de baixa temperatura; el cicle ORC regeneratiu. Propietats termodinàmiques dels fluids de treball; Aspectes tecnològics dels ORC: expansors i configuracions del cicles d'ORC. Aplicacions i plantes ORC instal·lades.
CAPÍTOL 5. Refrigeració i bombes de calor 5.1 Refrigeració: definició; Refrigeració artificial i artificial, classificació. Sistemes de refrigeració mecànics i tèrmics. Cicles de compressió de vapor. Anàlisi energètica de cicles de compressió de vapor. Refrigerants. Aspectes ambientals. Refrigerants naturals i de baix impacte d'escalfament global. Cicles de compressió de vapor amb mescles Zeotropiques. Mètodes per millorar l'eficiència energètica.
5.2 Cicles avançats de refrigeració. Cicles de refrigeració de multietapa. Sistemes de refrigeració en cascada. Sistemes de refrigeració amb CO2.
5.3 Bombes de calor: classificació de bombes de calor; Indicadors de rendiment. Bombes de calor per compressió de vapor. Anàlisi energètica de sistemes de compressió de vapor. Aspectes mediambientals dels refrigerants. Bombes de calor industrials

Planificació
Metodologías  ::  Pruebas
  Competencias (*) Horas en clase
Horas fuera de clase
(**) Horas totales
Activitats Introductòries
CE1
CE2
0.5 0 0.5
Videoconferència
CE1
CE2
CT3
8 0 8
Lectura de documentació escrita / gràfica elaborada
CE1
CE2
CT3
0 36 36
Activitats d’auto seguiment
CE1
CE2
CT3
0 4 4
Resolució de problemes, exercicis
CE1
CE2
CT3
0 38 38
Supòsits pràctics/ estudi de casos a l'aula ordinària
CE1
CE2
CT3
0 24 24
Atenció personalitzada
CE1
CE2
CT3
2 0 2
 
 
(*) En el caso de docencia no presencial, serán las horas de trabajo con soporte virtual del profesor.
(**) Los datos que aparecen en la tabla de planificación son de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologies
Metodologías
  descripción
Activitats Introductòries Activitats dirigides a prendre contacte i recollir informació dels estudiants. També es farà una presentació de l'assignatura descrivint els objectius d'aprenentatge, continguts, metodologies, sistemes d'avaluació i competències que es treballaran. Aquesta sessió serà la primera a cada assignatura no presencial
Videoconferència Presentació de l'assignatura i exposició de continguts i activitats per mitjà de webconferencia (Adobe Connect). Aquesta activitat requereix presència síncrona d'estudiants i professorat. Aquesta activitat serà gravada en el moment del seu desenvolupament per facilitar la consulta posterior
Lectura de documentació escrita / gràfica elaborada Lectura i treball de la documentació publicada en diferents formats, elaborada pel professorat, amb l'objectiu de facilitar a l'estudiantat el desenvolupament de les competències de caràcter més teòric i aquells coneixements necessaris per al desenvolupament d'activitats pràctiques. No requereix presència síncrona d'estudiants i professorat
Activitats d’auto seguiment Activitats proposades a l'estudiant per a autoavaluar el seu progrés en l'assignatura. Es podran realitzar tantes vegades com es vulgui i ajudaran a l'estudiant a conèixer que aspectes o continguts ha de reforçar
Resolució de problemes, exercicis Anàlisi i resolució d'un problema o exercici pràctic concret relacionat amb la temàtica de l'assignatura. El seu abast és acotat i d'extensió reduïda. Mitjançant l'ús del campus virtual.
Supòsits pràctics/ estudi de casos a l'aula ordinària Plantejament d'una situació (real o simulada) en la que l'estudiant ha de treballar per donar una solució argumentada al tema, resoldre una sèrie de preguntes concretes o realitzar una reflexió global
Atenció personalitzada

Atenció personalitzada
descripción
Aquesta orientació la porta a terme el professor propi de cada assignatura amb els estudiants matriculats en la mateixa. La finalitat d'aquesta orientació és: planificar, guiar, dinamitzar, seguir i avaluar el procés d'aprenentatge de l'estudiant tenint en compte el seu perfil interessos, necessitats, coneixements previs, etc.) i les característiques / exigències del context (EEES, perfil acadèmic / professional, demanda sociolaboral, etc.). Les accions que es duran a terme són les següents: - Benvinguda a l'assignatura - Dinamització setmanal - Notícies i esdeveniments - Resolució de dubtes acadèmics - Retroacció amb la correcció d'activitats - Abandonament de l'assignatura - Fi de l'assignatura El desenvolupament d'aquestes accions es realitzarà amb el suport de les eines que ofereix el Campus Virtual Moodle, dins de l'aula virtual de cada assignatura. De manera que s'ofereixi la millor orientació i seguiment possible considerant la modalitat presencial o virtual de cada assignatura.

Avaluació
Metodologías Competencias descripción Peso        
Activitats d’auto seguiment
CE1
CE2
CT3

Activitats proposades a l'estudiant que serveixen perquè l'estudiant pugui autoregular el seu aprenentatge. Podrà repetir tantes vegades com es vulgui i per a l'avaluació final es considerarà la nota més alta assolida
10
Resolució de problemes, exercicis
CE1
CE2
CT3
Formulació, anàlisi, resolució i debat de problemes o exercicis, relacionats amb la temàtica de l'assignatura. 50
Supòsits pràctics/ estudi de casos a l'aula ordinària
CE1
CE2
CT3
Plantejament d'una situació (real o simulada) en la que l'estudiant ha de treballar per donar una solució argumentada al tema, resoldre una sèrie de preguntes concretes o realitzar una reflexió global. 30
Otros  
 
Otros comentarios y segunda convocatoria

La segona convocatòria consistirà en la realització d'un examen global del continguts de l'assignatura, la nota del qual constituirà el 70% de l'avaluació final. Es mantindran les notes assolides anteriorment pel que fa a la resolució de problemes a classe i a l'avantprojecte d'aplicació.


Fonts d'informació

Bàsica Yunus Cengel, Thermodynamics: an Engineering Approach, 9, Mc Graw-hill

Complementària Dincer, I. and Kanoglin, M., Refrigeration Systems and Applications, 2, John Wiley&Sons
Radermacher, R.,and Hwang,Y., Vapor Compression Heat Pumps with Refrigerant Mixtures, 2, CRC Press
Ennio Macchi and Marco Astolfi, Organic Rankine Cycle (ORC) Power Systems Technologies and Applications, 1, Elsevier Ltd.
D.S. Ayou, J.M. Corberán, and A. Coronas, HIGH-TEMPERATURE HEAT PUMPS FOR INDUSTRIAL APPLICATIONS, 45th Informatory Note on Refrigeration Technologies., http://dx.doi.org/10.18462/iif.NItec45.09.2021

Recomanacions


(*)La Guía docente es el documento donde se visualiza la propuesta académica de la URV. Este documento es público y no es modificable, excepto en casos excepcionales revisados por el órgano competente o debidamente revisado de acuerdo la normativa vigente.