2020_21
Guía docente 
Escuela Técnica Superior de Ingeniería Química
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castellano 
Sistemas y Tecnologías de Conversión de Energía (2019)
 Asignaturas
  INGENIERÍA TERMODINÁMICA AVANZADA
   Contenidos
tema Subtema
CAPÍTULO 1. Revisión de Conceptos Básicos y de la Primera Ley de la Termodinámica 1.1 Revisión de los conceptos básicos: transferencia de masa, transferencia de energía y análisis energético; Propiedades termodinámicas de sustancias puras. Análisis energético de sistemas cerrados.
1.2 Análisis de masa y energía de volúmenes de control: principio de conservación de la masa; balance de masa para procesos de flujo estacionario. Trabajo de flujo y energía de un fluido en movimiento. Análisis energético de sistemas de flujo estacionario. Algunos dispositivos de ingeniería que operan en condiciones de flujo estacionario
1.3 Técnica de resolución de problemas. Paquetes de software de ingeniería.
CAPÍTULO 2. Revisión de la Segunda Ley de la Termodinámica 2.1 La Segunda Ley: Motores Térmicos; Eficiencia térmica. Refrigeración y bombas de Calor; Coeficiente de funcionamiento. Procesos reversibles e irreversibles. El ciclo de Carnot; la máquina térmica de Carnot; la calidad de la energía. El ciclo inverso de Carnot; El refrigerador y la bomba de calor de Carnot.
2.2 Entropía: concepto de entropía y cambio de entropía de sustancias puras. Procesos isentrópicos. Diagramas de propiedades con la entropía. Cambio de entropía de líquidos, sólidos y gases ideales. Trabajo reversible de flujo estacionario. Eficiencia isentrópica en dispositivos de ingeniería que operan en condiciones de flujo estacionario. Generación de entropía asociada a un proceso de transferencia de calor.
CAPÍTULO 3. El método exergético 3.1 Concepto de exergía e irreversibilidad: la exergía como potencial de trabajo de la energía. Trabajo reversible e irreversibilidad. Eficiencia según la Segunda Ley.
3.2 Cambio de exergía de un sistema: exergía de una masa fija (exergía sin flujo) o de un sistema cerrado. Exergía de una corriente de flujo: exergía de flujo o (corriente). Mecanismos de transferencia de exergía. Exergía destruida. Balance exergético en sistemas cerrados y volúmenes de control. Balance exergético para dispositivos de flujo estacionario.
CAPÍTULO 4. Ciclos de potencia de gas y vapor 4.1 Ciclos de potencia de gas: Consideraciones básicas. Visión general de los motores alternativos: Otto, Diesel, Stirling y Ericsson. Ciclos Brayton: ciclo ideal para motores de turbina de gas. Ciclo Brayton con enfriamiento entre etapas de compresión, regeneración y recalentamiento. microturbinas de gas. Análisis de eficiencia de segunda ley de los ciclos de potencia de gas.
4.2 Ciclos de potencia de vapor y combinados: el ciclo de vapor de Carnot. El ciclo de Rankine. Análisis energético del ciclo de Rankine ideal. Ciclo de Rankine con recalentamiento y regenerativo: intercambiadores abiertos y cerrados del agua de alimentación. Análisis según la Segunda Ley de los ciclos de potencia de vapor. Cogeneración. Ciclos combinados de gas y vapor.
4.3 Ciclos de potencia ORC: ciclo Rankine para fuentes de calor de baja temperatura; el ciclo ORC regenerativo. Propiedades termodinámicas de los fluidos de trabajo; Aspectos tecnológicos de los ORC: expansores y configuraciones del ciclos de ORC. Aplicaciones y plantas ORC instaladas.
CAPÍTULO 5. Refrigeración y bombas de calor 5.1 Refrigeración: definición; Refrigeración natural y artificial, clasificación. Sistemas de refrigeración mecánicos y térmicos. Ciclos de compresión de vapor. Análisis energético de ciclos de compresión de vapor. Refrigerantes. Aspectos ambientales. Refrigerantes naturales y de bajo impacto de calentamiento global. Ciclos de compresión de vapor con mezclas zeotropicas. Métodos para mejorar la eficiencia energética.
5.2 Ciclos avanzados de refrigeración. Ciclos de refrigeración de multietapa. Sistemas de refrigeración en cascada. Sistemas de refrigeración con CO2.
5.3 Bombas de calor: clasificación de bombas de calor; Indicadores de rendimiento. Bombas de calor por compresión de vapor. Análisis energético de sistemas de compresión de vapor. Aspectos medioambientales de los refrigerantes. Bombas de calor industriales a altas temperaturas.