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Termodinámica y máquinas térmicas para no especialistas

Introdúcete en el área de la termodinámica y maquinaria térmica Principios de la termodinámica y aplicaciones en la ingenieria. Curso online

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El avance tecnológico tiene un alto impacto en la gestión de la energía actualmente. De este avance, surge la necesidad de formar profesionales especializados en el área.

Guillermo Pita, ingeniero y coordinador de la Diplomatura a distancia en Tecnología y Gestión de la Energía, nos explica el avance de esta capacitación especializada que durante 8 módulos formará a profesionales en el área de la Energía.

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El curso tiene como objetivo introducir a los capacitandos al conocimiento de la termodinámica, para lograr una preparación básica uniforme previa a la participación en los módulos específicos de cada área energética.

Los capacitandos recibirán material didáctico para leer y ejercitación práctica para resolver con la guía de los profesores. Se organizarán foros de discusión sobre los conceptos básicos y evaluaciones tipo opciones múltiples para guiar el aprendizaje teórico y práctico.

La UTN se caracteriza por brindar educación tecnológica. En esta  línea, la Diplomatura en Tecnología y Gestión de la Energía intenta incorporar a su programa una materia introductoria básica para comprender a la energía como concepto físico.

Destinatarios

Este curso esta destinado a interesados en los problemas energéticos, los recursos primarios, la eficiencia y
las posibilidades de utilización de conceptos novedosos en el área de la Termodinámica y maquinaria térmica.

Los participantes del curso deben conocer el idioma español para lectura y escritura y tener acceso a Internet.


Objetivo general


Que los participantes:

Comprendan e interpreten en términos termodinámicos las tecnologías básicas que definen la gran mayoría de las maquinas térmicas que en la actualidad se utilizan.


Objetivos específicos


Que los participantes:

  • Conozcan las transformaciones usuales que conectan diferentes estados termodinámicos y los parámetros que las definen.
  • Comprendan con toda claridad la importancia en los problemas de ingeniería que tiene el “máximo trabajo útil”.
  • Comprendan los principios de la termodinámica.
  • Comprendan el significado de las magnitudes termodinámicas como entalpía, entropía y energía interna.
  • Conozcan los principios básicos de funcionamiento de las máquinas de combustión interna y externa, máquinas frigoríficas y los ciclos teóricos que describen.

Temario


Unidad 1: Conceptos fundamentales y definiciones

  • Objeto, importancia, alcances y limitaciones de la termodinámica, definiciones y convenciones fundamentales. Sistema y medio ambiente. Parámetros, definición macroscópica y microscópica de un sistema. Sistemas abiertos, cerrados, homogéneos, heterogéneos, ideales y reales. Estado de un sistema, propiedades extensivas e intensivas, distintos sistemas termodinámicos, variables que lo definen.
  • Equilibrio térmico, principio cero de la termodinámica. Temperatura: concepto, termometría. Escalas. Propiedades P-V-T de una sustancia pura. Fase de equilibrio: vapor-líquido-sólido. Ecuaciones de estado para la fase vapor de una sustancia simple compresible.

Unidad 2: Primer principio de la termodinámica

  • Ecuación de la energía o primer principio para sistemas abiertos en flujo estable. Entalpía. Ecuación de la energía o primer principio para sistemas abiertos en flujo no estable.
  • Aplicación del primer principio para sistemas abiertos en flujo estable a procesos adiabáticos en una tobera, en una turbina, en un compresor, en un tabique poroso o estrangulación, en un fluido incompresible (líquido) por una tubería.
  • Trabajo de circulación, representación gráfica. La energía interna propiedad termodinámica. Entalpía propiedad termodinámica, entalpía del gas ideal y no ideal. Comparación entre la energía interna y la entalpía.

Unidad 3: Segundo principio de la termodinámica

  • Introducción. Necesidad de enunciar el segundo principio. Transformación de trabajo en calor y viceversa. Enunciados del segundo principio según Carnot, Kelvin, Planck, Kelvin-Planck, Clausius.
  • Reversibilidad e irreversibilidad en distintos procesos. Generalización a las transformaciones reales. Condiciones necesarias para la reversibilidad. Máquinas térmicas y frigoríficas reversibles. Teorema de Carnot. Ciclos reversibles. Ciclo de Carnot.

Unidad 4: Entropía, exergía y ciclos termodinámicos en ingeniería

  • El segundo principio como principio de aumento de la entropía. La entropía como probabilidad de estados termodinámicos. Cálculo de la variación de entropía para gases ideales y transformaciones reversibles. Diagramas entrópicos. El cambio de entropía de una sustancia pura.
  • Concepto de exergía y anergía. Importancia. Calor utilizable o exergía del calor. Trabajo máximo o reversible. Trabajo perdido. Exergía debido a un desequilibrio mecánico. Casos particulares. Exergia de un sistema cerrado. Exergía de un sistema abierto en régimen estable. Rendimiento exergético de las instalaciones.
  • Estudio termodinámico de los ciclos de aire y diferencia entre los ciclos ideal y real. Ciclo Otto, Ciclo Diesel, comparación entre el ciclo Otto y Diesel. Ciclo Rendimiento mecánico. Presión media efectiva. Rendimientos.
  • Ciclos de máquinas de vapor: Ciclo de Carnot para fluidos condensables. Rendimiento del ciclo y relación trabajo. Ciclo de Rankine. Ciclos de refrigeración o ciclos frigoríficos. Concepto de maquina frigorífica y de bomba de calor. Ciclo inverso de Carnot, Ciclos a compresión de vapor en régimen húmedo y en régimen seco. Doble compresión con refrigeración intermedia, subenfriamiento del líquido, doble expansión. Sistemas de refrigeración por absorción.

Cronograma de implementación del curso



Módulo 1: TERMODINÁMICA Y MÁQUINAS TÉRMICAS PARA NO ESPECIALISTAS


Período



Unidades temáticas



Consigna/s foro


Actividades asociadas


Materiales complementarios

Semana 1

Unidad 1: Conceptos fundamentales y definiciones

Importancia, alcances y limitaciones de la termodinámica

Resolución problemas


Ejemplos prácticos y referencias web.

Semana 2

Unidad 2: Primer principio de la termodinámica

Importancia práctica del 1er Principio

Resolución problemas


Ejemplos prácticos y referencias web.

Semana 3

Unidad 3: Segundo principio de la termodinámica

Importancia práctica del  2do Principio

Resolución problemas


Ejemplos prácticos y referencias web.

Semana 4

Unidad 4: Entropía, exergía y ciclos termodinámicos en ingeniería

Entropía

Examen final


Ejemplos prácticos y referencias web.


Duración del curso



Un mes. Carga Horaria: 30 hs.

Bibliografía

  • Fundamentos de Termodinámica Técnica. M.J.Moran - H.N.Shapiro -Ed. Reverte S.A España.
  • Termodinámica Técnica - Carlos A. García - Edit. Alsina Bs As
  • Curso de Termodinámica - L.A.Facorro Ruiz - Edic. Mellior; Buenos Aires
  • Termodinámica - Yunus A. Cengel Michael A. Boles - Ed. Mc Graw Hill; México
  • La Combustión, Teoría y aplicación - G. Salvi - Ed Dossat Madrid
  • Combustión y Generación de vapor - Torreguitar y Weiss - Ed: Prisma Bs As

Dirección y cuerpo docente


Dirección:


Guillermo Pita


Profesores-tutores:

  • Julián Palmerio
  • Guillermo Pita

(Disponibles en la web del Departamento de Energía ( www.sceu.frba.utn.edu.ar/equipo-de-trabajo.html) los Currículum Vitae resumidos de los docentes y colaboradores de cada Módulo)

Acreditación y certificación


Los profesores colocarán una nota de 1 a 10 diez. Estarán aprobados todos aquellos alumnos que hayan obtenido un puntaje de 4 para arriba. Por lo tanto, de 1 a 3 estarán reprobados, mientras de 4 a 10 estarán aprobados.


A los efectos de la acreditación y certificación, procederemos de acuerdo con la siguiente tabla de correspondencias:


TABLA DE CORRESPONDENCIAS PARA LA ACREDITACIÓN Y CERTIFICACION


Calificación < 4

y NO Participación en Foros

No Participó (NO OBTIENE CERTIFICADO)

Calificación < 4

y SI  Participación en Foros

Participó (Certificado de Asistencia)

Calificación entre 40 – 60

Aprobado (Certificado de Aprobación)

Calificación entre 60 – 80

Muy bueno (Certificado de Aprobación)

Calificación entre 80 – 100

Excelente (Certificado de Aprobación)



Precio para Argentina

4000 Pesos Argentinos

Precio para Otros Países

100 Dólares Estadounidenses
 

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