2020_21
Guia docent 
Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Química
A A A 
català 
Sistemes i Tecnologies de Conversió d'Energia (2019)
 Assignatures
  ENGINYERIA TERMODINÀMICA AVANÇADA
   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: Otto, Diesel, Stirling i Ericsson. 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