Untitled

Termodinámica Técnica

Contenidos

Unidad 1: Conceptos fundamentales

Unidad 2: Gases ideales y reales

Unidad 3: Primer princípio de la termodinámica

Unidad 4: Transformaciones de los gases perfectos

Unidad 5: Segundo princípio de la termodinámica

Unidad 6: Entropía

Unidad 7: Exergía

Unidad 8: Funciones caracteríasticas

Unidad 9: Análisis termodinámico de sustancias puras

Unidad 10: Toberas y Difusores

Unidad 11: Ciclos termodinámicos

Unidad 12: Aire húmedo

Unidad 13: Termoquímica y combustión

Unidad 14: Transferencia de calor e intercambiadores

Propiedades de las sustancias. Definición de sistema y medio. Clasificación de los sistemas termodinámicos. Conceptos de: ciclo, estado, función de estado, transformación, equilibrio termodinámico, reversibilidad e irreversibilidad, energía, trabajo, potencia, equivalencia de unidades en el sistema internacional.

Gases ideales, ecuación de estado para gases ideales y gases reales, leyes que rigen su comportamiento, ley de Dalton, Ley de Amagat, peso molecular, teoría cinética de los gases, calor específico, coeficientes de compresibilidad y manejo de tablas de datos.

Primera ley de la termodinámica, trabajo de expansión, externo de circulación. Diagrama de Clapeyron. Ecuación general para sistemas abiertos y cerrados, expresión matemática del primer principio para un ciclo y para una transformación. Concepto de energía interna, sus propiedades. Definición de entalpía y su comparación con la energía interna.

Estudio de transformaciones de sistemas gaseosos (forma matemática y grafica en diagrama p-v). Concepto de calores específicos constantes y variables. Sistemas circulantes. Compresores alternativos. Definición de: espacio nocivo, rendimiento volumétrico en un compresor y su dimensionamiento.

Enunciados de Carnot, Kelvin, Plank y Clausius. Conceptos de reversibilidad e irreversibilidad. Ciclos: Carnot, regenerativos, máquinas térmicas reversibles e irrebersibles.

Teorema de Clausius, interpretaciones probabilística y física. Diagrama entrópico de gases perfectos y de ciclos.

Concepto de exergía. Exergía debido al desequilibrio mecánico, del vacío, de un sistema cerrado. Variación de exergía de un sistema cerrado, de un sistema abierto. Diagrama exergía-entropía. Rendimientos exergéticos.

Energía interna. Entalpía. Energía libre. Entalpía libre. Propiedades de la energía libre. Cálculo de entalpía y entropía para gases reales.

Sistemas homogéneos y heterogéneos. Número de parámetros y grados de libertad. Regla de las fases. Sustancias puras y compuestas. Diagrama presión-temperatura. Punto triple. Curvas de equilibrio. Vapor y líquido saturado. Vapor húmedo y sobrecalentado. Calor latente de vaporización. Ecuación Clapeyron-Clausius. Diagramas termodinámicos para vapores.

Ecuaciones para una tobera o difusor, de continuidad. Velocidad del sonido y número de mach. Relación de presiones en toberas y difusores. Análisis y rendimiento de las toberas.

Ciclos de vapor: Carnot, Rankine, con sus actualizaciones. Ciclos frigoríficos: compresor de vapor, compresor régimen húmedo, compresor en dos etapas. Ciclos frigoríficos a gas. Ciclos combinados. Ciclos de motores a gas, ciclo Otto, Diesel, semidiesel. Ciclo Brayton o Joule

Definición de Humedad absoluta, relativa. Temperatura de rocío. Entalpía de aire húmedo. Diagrama entálpico del aire húmedo. Densidad del aire humedo. Procesos con aire humedo. Enfriamiento. Mezcla con conrrientes de aire. Humidificación. Secado. Secado con recuperador de calor. Secado con recirculación de aire. Diagrama psicrométrico. Temperaturas de bulbo húmedo y bulbo seco. Temperatura de saturación adiabática.

Grado de avance de la reacción. Calores de reacción. Calor a P y T constantes. Calor a V y T constantes. Comparación entre los calores de reacción. Variación de los calores de reacción con la temperatura. Temperatura máxima de la reacción. Poder calorífico del combustible. Aire necesario para la combustión. Diagrama entálpico de humos. Determinación de la temperatura de llama. Rendimiento del hogar. Aplicaciones del segundo priniípio a las reacciones químicas.

Transferencia de calor por conducción, convección y radiación. Intercambiadores de calor a contracorriente. Intercambiadores de corrientes paralelas. Intercambiador en la que un fluido cambia de estado.