Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología
Universidad Nacional de San Luis
FACULTAD DE ING. CS. EC. Y SOC.

ANEXO II

PROGRAMA DEL CURSO: Máquinas Térmicas

DEPARTAMENTO DE:   INGENIERIA
AREA: Mecánica AplicadaAÑO: 2000 (Id: 348)
Estado: En tramite de Aprobación

 

I - OFERTA ACADÉMICA

CARRERAS PARA LAS QUE SE OFRECE EL MISMO CURSO

PLAN DE ESTUDIOS
ORD. Nº

CRÉDITO HORARIO

   

SEM.

TOTAL

ninguno

II - EQUIPO DOCENTE

Funciones

Apellido y Nombre

Total hs en
este curso

Cargo y Dedic.

Carácter

Responsable

AGUILERA, OSCAR ENRIQUE10  hs.PROFESOR TITULAR EXC.Efectivo
ColaboradorSANJURJO, WALDO MANUEL8  hs.PROFESOR ADJUNTO SEMI.Interino
Auxiliar de 1ºTORRES, ALDO HUGO 8  hs.AYUDANTE DE 1RA. SEMI. Efectivo
Auxiliar de 1ºMERCURI, LUIS ROBERTO 8  hs.AYUDANTE DE 1RA. EXC. Interino

III - CARACTERÍSTICAS DEL CURSO

CREDITO HORARIO SEMANAL
MODALIDAD
REGIMEN

Teórico/

Práctico

Teóricas

Prácticas de

Aula

Práct. de lab/ camp/

Resid/ PIP, etc.

2c
 Hs.
3 Hs.
3 Hs.
 Hs.
Asignatura
Otro: 
Duración: 15 semanas
Período del 07/08/00 al 17/11/00

IV.- FUNDAMENTACION

La asignatura Máquinas Térmicas se cursa en el 4º año de la carrera de Ingeniería Electromecánica y para ello debe contarse con sólidos conocimientos de Matemática, Física y Termodinámica que son indispensables para la compresión y el estudio de las máquinas térmicas.
Luego del cursado, el alumno estára en condiciones seleccionar, instalar y operar motores de combustión interna, generadores de vapor, cambiadores de calor, equipo de aire acondicionado y refrigeración de uso corriente en la industria.


V.- OBJETIVOS

 Conocimiento del por qué y cómo funcionan los motores de combustión interna
 Estudio termodinámico de los motores alternativos de 2 y 4 tiempos, ya sean con encendido por chispa (nafteros o a gas) o con encendido por compresión (Diesel).
 Estudio termodinámico de los motores rotativos; turbinas de gas y asociados a estas, los compresores del tipo rotativo.
 Estudio de las operaciones que llevan a la mezcla aire – combustible a convertirse en trabajo mecánico.
 Estudio teórico, fórmulas y cálculo de los diferentes parámetros que definen a los motores
 Conocimiento de los fluidos más usados en la industria (agua, aire, vapor y gases).
 Conocimiento de su obtención, forma de generación y transporte.
 Aplicación de los mismos en la industria (máquinas herramientas, máquinas motrices, acondicionamiento de aire).
 Realizar el estudio termodinámico necesario para determinar posibilidades energéticas de los fluidos y calcular las instalaciones, llegando a la selección de los elementos que las componen.

 


VI. - CONTENIDOS

UNIDAD I

Motores de combustión interna. Ciclo de Carnot. Ciclo Sabathe. Ciclo Otto. Ciclo Diesel. Ciclo Bryton. Generalidades de un motor alternativo. Trabajo. Potencia. Generación de calor. Combustión a volumen constante. Combustión a presión constante. Motores de cuatro tiempos. Motores de dos tiempos. Procesos de admisión y escape.

UNIDAD II

Rendimiento de motores alternativos. Perfomance de plena carga. Perfomance de utilización. Carburación. Inyección de combustible. Inflamadores de encendido. Refrigeración de motores.

UNIDAD III

Combustión en calderas. Necesidad de calor. Poder calorífico de combustibles. Necesidad de oxígeno. Aire real. Control de la combustión. La caldera. Superficie de calefacción. Sobrecalentadores. Economizadores. Chimeneas. Agua para calderas. Elementos accesorios. Nivel de agua. Válvula de seguridad

UNIDAD IV

Conducción de vapor. Cálculo de las pérdidas de presión. Velocidad crítica. Toberas. Componentes de la instalación. Turbinas. Condensadores. Recuperadores de calor. Desaireadores. Bombas de alimentación.

UNIDAD V

Teoría general de las turbomáquinas. Fórmula de Euler. Compresor de acción. Compresor de reacción. Turbina de acción. Turbina de reacción. Turbinas de vapor. Turbomáquinas industriales de ciclo abierto. Turbomáquinas industriales de ciclo cerrado.

UNIDAD VI

Instalaciones frigoríficas. Ciclo de la instalación. Cálculo de la necesidad de frigorías. Selección del fluido refigerante. Cantidad necesaria de fluido refrigerante. Desplazamiento volumétrico del compresor. Dimensionamiento del condensador. Válvula de expansión. Dimensionamiento del evaporador. Instalaciones de absorción. Cámaras frigoríficas. Acondicionamiento de ambientes.


VII. - PLAN DE TRABAJOS PRÁCTICOS


TRABAJO PRÁCTICO No 1

Cálculo del ciclo de un motor altenativo. Cálculo del calor aportado, rendimiento térmico, trabajo útil, potencia, presión media efectiva, cupla motriz y consumo específico.

TRABAJO PRÁCTICO No 2

Para una producción de vapor establecida, con valores de presión y temperatura conocidos. Cálculo de necesidad de calor, cantidad de combustible necesaria, cantida de aire necesaria, entalpía de los gases quemados, caudal de gases quemados.

TRABAJO PRÁCTICO No 3

Para una determinada turbomáquina (compresor ó turbina). Contruir los triángulos de velocidades aplicando la fórmula de Euler y calcular potencia y cupla motriz.

TRABAJO PRÁCTICO No 4

Dada una necesidad industrial de enfriamiento de alimentos. Calcular la necesidad de frigorías, el desplazamiento volumétrico del compresor, la potencia del compresor y la potencia necesaria para accionarlo. Cálculo de la cámara frigorífica. Cálculo y selección un dispositivo de aire acondicionado para una instalación dada.


VIII - RÉGIMEN DE APROBACIÓN

REGULARIZACIÓN DE LA ASIGNATURA

Para lograr la condición de alumno regular en la asignatura MÁQUINAS TÉRMICAS, deberán cumplir los siguientes requisitos:

a) Tener una asistencia a las clases de Trabajos Prácticos de un 80 % de las clases dadas.
b) Tener una asistencia a las clases prácticas en donde se realicen mediciones de laboratorio del 100 %.
c) Haber aprobado todos los trabajos prácticos, a cuyo efecto los alumnos deberán presentar la carpeta con los ejercicios, informes, monografías completas y responder las preguntas que eventualmente se le realicen sobre el tema. La carpeta de trabajos prácticos deberá ser presentada cada vez que la asignatura lo requiera y deberá ser aprobada 48 horas antes de la entrega de la planilla de alumnos regulares.
d) Haber aprobado los exámenes parciales que se tomen durante el cuatrimestre.
e) El alumno que no cumpla con los puntos a), b), c) y d) será considerado como alumno libre.

APROBACION DE LA ASIGNATURA

a) El examen final se rendirá por el último programa en vigencia al día del examen.
b) La aprobación de la asignatura se realizará mediante un examen oral individual, donde se utilizará la siguiente modalidad:

- Programa analítico con extracción de dos bolillas y evaluación del tribunal; el alumno deberá desarrollar una de las bolillas a su elección, posteriormente y si el tribunal considera satisfactorio el primer desarrollo, podrá desarrollar la segunda bolilla.

- Si por alguna razón, el tribunal lo considera necesario, podrá efectuar preguntas de relación o integración con las unidades restantes.

c) Los alumnos que se presenten en condición de libres, rendirán según Ordenanza C.D. 001-91 del 03/07/91:

- El alumno que se presente a rendir en condición de libre, deberá aprobar, previo al examen oral (correspondiente a un alumno regular), una evaluación de carácter práctico, y de modalidad escrita. Este examen escrito se considerará aprobado cuando se responda satisfactoriamente a un 70 % de lo solicitado. La aprobación de esta evaluación práctica sólo tendrá validez para el examen teórico final del turno de exámenes en el cual el alumno se inscribió.

- Para presentarse a rendir el examen final, el alumno libre deberá aprobar previamente un examen de Trabajos Prácticos que será tomado por el equipo de cátedra dentro de los nueve días anteriores a la fecha del examen. Para presentarse a realizar los Trabajos Prácticos, el alumno libre deberá acreditar todas las correlatividades en el plan de estudios para rendir la asignatura.



IX.a - BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

1- OBERT, EDWARD: \"Motores de combustión interna\". Editorial CECSA.
2- MARTINEZ DE VEDIA y MARTINEZ: \"Teoría de los motores térmicos\". Editorial EDICIONES TÉCNICAS INTERNACIONALES.
3- GIACOSA, DANTE: \"Motores endotérmicos\". Editorial HOEPLI.
4- MESNY, MARCELO: \"Generación de vapor\". Editorial G. GILLI.
5- RAPIN, P.: \"Instalaciones frigoríficas\". Editorial MARCOMBO.
6- QUADRI, NESTO P.: \"Instalaciones de aire acondicionado y calefacción\". Edictorial ALSINA.



IX b - BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

1- THRELKEID J.L: \"Energía mediante vapor aire gas\". Editorial PHI.
2- NINCI, MARIO: “Teoría de los Motores Térmicos”. Editorial TEUCO. Córdoba, Argentina.
3- MATAIX, CLAUDIO: \"Turbomáquinas térmicas\". Editorial DOSSAT.
4- POWELL, SHEPPARD T.: \"Manual de agua para usos industriales\". Editorial CIENCIA TÉCNICA S.A.
5- HAAR, L. Y GALLAGHER J.S.: \"Tablas de vapor\". Editorial INTERAMERICANA.
6- QUADRI, NESTOR P.: \"Manual de cálculo de aire acondicionado y calefacción\". Editorial ALSINA.



COMPLEMENTO DE DIVULGACION


OBJETIVOS DEL CURSO

 Conocimiento del por qué y cómo funcionan los motores de combustión interna
 Estudio termodinámico de los motores alternativos de 2 y 4 tiempos, ya sean con encendido por chispa (nafteros o a gas) o con encendido por compresión (Diesel).
 Estudio termodinámico de los motores rotativos; turbinas de gas y asociados a estas, los compresores del tipo rotativo.
 Estudio de las operaciones que llevan a la mezcla aire – combustible a convertirse en trabajo mecánico.
 Estudio teórico, fórmulas y cálculo de los diferentes parámetros que definen a los motores
 Conocimiento de los fluidos más usados en la industria (agua, aire, vapor y gases).
 Conocimiento de su obtención, forma de generación y transporte.
 Aplicación de los mismos en la industria (máquinas herramientas, máquinas motrices, acondicionamiento de aire).
 Realizar el estudio termodinámico necesario para determinar posibilidades energéticas de los fluidos y calcular las instalaciones, llegando a la selección de los elementos que las componen.

 

 

PROGRAMA SINTETICO

UNIDAD I

Motores de combustión interna. Ciclo de Carnot. Ciclo Sabathe. Ciclo Otto. Ciclo Diesel. Ciclo Bryton. Generalidades de un motor alternativo. Trabajo. Potencia. Generación de calor. Combustión a volumen constante. Combustión a presión constante. Motores de cuatro tiempos. Motores de dos tiempos. Procesos de admisión y escape.

UNIDAD II

Rendimiento de motores alternativos. Perfomance de plena carga. Perfomance de utilización. Carburación. Inyección de combustible. Inflamadores de encendido. Refrigeración de motores.

UNIDAD III

Combustión en calderas. Necesidad de calor. Poder calorífico de combustibles. Necesidad de oxígeno. Aire real. Control de la combustión. La caldera. Superficie de calefacción. Sobrecalentadores. Economizadores. Chimeneas. Agua para calderas. Elementos accesorios. Nivel de agua. Válvula de seguridad

UNIDAD IV

Conducción de vapor. Cálculo de las pérdidas de presión. Velocidad crítica. Toberas. Componentes de la instalación. Turbinas. Condensadores. Recuperadores de calor. Desaireadores. Bombas de alimentación.

UNIDAD V

Teoría general de las turbomáquinas. Fórmula de Euler. Compresor de acción. Compresor de reacción. Turbina de acción. Turbina de reacción. Turbinas de vapor. Turbomáquinas industriales de ciclo abierto. Turbomáquinas industriales de ciclo cerrado.

UNIDAD VI

Instalaciones frigoríficas. Ciclo de la instalación. Cálculo de la necesidad de frigorías. Selección del fluido refigerante. Cantidad necesaria de fluido refrigerante. Desplazamiento volumétrico del compresor. Dimensionamiento del condensador. Válvula de expansión. Dimensionamiento del evaporador. Instalaciones de absorción. Cámaras frigoríficas. Acondicionamiento de ambientes.

 


IMPREVISTOS