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Universidad Técnica de Ambato
Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica
Carrera de Ingeniería Mecánica
Periodo Académico:
I.
Marzo - Agosto 2010
DATOS BÁSICOS DEL MÓDULO
Nombre del módulo:
SISTEMAS TERMICOS II
Código:
IM-06-E04
Prerrequisitos
(de formación académica):
Tipo de competencia: Específica
Número de Créditos:
Seis (6)
Ciclo:
Sexto
SISTEMAS TERMICOS I
Área Académica: ENERGIA
Docente 1:
Nombre:
Ing. Santiago Cabrera Anda
Área de especialidad:
ENERGIA
Teléfono de contacto:
099249763
Correo electrónico:
[email protected]
Docente 2:
Nombre:
Área de especialidad:
Teléfono de contacto:
Correo electrónico:
Ingeniería Mecánica
II. RUTA FORMATIVA
Nodo Problematizador (Problemática general):
En la actualidad, el estudiante requiere implantar formas alternativas de
generación, así como de programas para ahorro y optimización de energía, para
evitar la contaminación ambiental y reducir costos de operación y producción.
Competencia Global:
Analizar la energía en sus diversas formas (térmica, mecánica, eléctrica, etc.) y sus
transformaciones, con el propósito de optimizar su producción y posterior
aplicación: residencial, comercial e industrial, cumpliendo normativa nacional e
internacional.
Competencia Específica:
Analizar los diferentes tipos de ciclos (procesos cíclicos) ideales, reales y
regenerativos, con diversas sustancias puras, con la finalidad de determinar las
formas de energía involucradas (calor y trabajo), así como sus eficiencias y
rendimientos, cumpliendo las leyes y principios de la Termodinámica.
ELEMENTOS DE LA COMPETENCIA ESPECIFICA
(Acciones sistémicas que contribuyen la competencia)
1.
2.
3.
4.
5.
Define el tipo de ciclo de potencia a ser utilizado empleando vapor
Define el tipo de ciclo a ser utilizado para refrigeración
Define el tipo de ciclo de potencia a ser utilizado empleando gas
Define mezclas aire – vapor de agua, y sus aplicaciones
Analiza diversas reacciones de combustión
Trabajo interdisciplinar:
MAQUINAS HIDRAULICAS I
MATEMATICAS III
LENGUAJE DE PROGRAMACION
Ingeniería Mecánica
III.
METODOLOGÍA DE FORMACIÓN
ENFOQUE DIDACTICO: Metodología de Aprendizaje Basado en Problemas (ABP)
Elemento de
Competencia
Define el tipo de
ciclo de potencia
a ser utilizado
empleando vapor
Define el tipo de
ciclo a ser
utilizado para
refrigeración
Define el tipo de
ciclo de potencia
a ser utilizado
empleando gas
Define mezclas
aire – vapor de
agua, y sus
aplicaciones
Analiza diversas
reacciones de
combustión
Contenidos
Cognitivos
Que saberes?
SABER CONOCER
Contenidos
Procedimentales
Contenidos
Actitudinales
Como aplicarlos?
Con que
actitudes?
SABER
HACER
SABER SER
Estrategias
Didácticas
Especificas
Estrategias, Métodos
y Técnicas
Lluvia de ideas
1. Ciclos ideales y reales de
Potencia de vapor
1.1 Plantas y Máquinas de vapor
1.2 Ciclo Carnot
1.3 Ciclo Rankine
1.4 Ciclo Rankine con
recalentamiento
1.5 Ciclo Rankine regenerativo
Determinar validez
de modelos
Aceptar opiniones
diversas
Analizar e
interpretar resultados
de cálculo
Formular
alternativas de
solución
2. Ciclos ideales y reales de
Refrigeración
2.1 Ciclo Carnot
2.2 Ciclo refrigeración por
compresión de vapor
2.3 Ciclos Innovadores: En
cascada y propósito múltiple
2.4Refrigeración por absorción y
termoeléctricos
Determinar validez
de modelos
Aceptar opiniones
diversas
Lluvia de ideas
Analizar e
interpretar resultados
de cálculo
Formular
alternativas de
solución
Trabajo en equipo
3. Ciclos ideales y reales de
Potencia con gas
3.1 Ciclo Carnot
3.2 Ciclo Otto
3.3 Ciclo Diesel
3.4 Ciclo Ericsson
3.5 Ciclo Stirling
3.6 Ciclo Brayton
3.7 Ciclos propulsión por reacción
Determinar validez
de modelos
Aceptar opiniones
diversas
Lluvia de ideas
Analizar e
interpretar resultados
de cálculo
Formular
alternativas de
solución
Trabajo en equipo
4. Mezclas aire – vapor de agua
4.1 Leyes para mezclas de gases
4.2 Aire seco y atmosférico
4.3 Humedad específica y relativa
4.4 Temperatura de rocío.
Temperatura de bulbo seco y
húmedo
4.5 Carta psicrométrica
4.6 Acondicionamiento de aire
5. Reacciones de combustión
5.1 Rx. Estequiométricas, con
exceso y defecto de aire
5.2 Análisis de productos
5.3 Entalpías de formación y
reacción. Primera ley para
reacciones de combustión
5.4 Temperatura adiabática de
llama
5.5 Contaminantes
Trabajo en equipo
Cuestionario
Análisis de casos
Manejar el ABP
Cuestionario
Análisis de casos
Manejar el ABP
Cuestionario
Análisis de casos
Manejar el ABP
Consultar Internet
Motivar proceso
Aplicar operaciones
mentales
Compartir ideas
Investigación en
equipo
Potenciar el clima
Cuestionario
Consultar Internet
Motivar proceso
Investigación en
equipo
Aplicar operaciones
mentales
Compartir ideas
Utilizar tablas
termodinámicas
Potenciar el clima
Cuestionario
Utilizar tablas
termodinámicas
Ingeniería Mecánica
IV. PLANEACION DE EVALUACION
ESCALA DE VALORACION
9.0
8.0
7.0
4.0
( Nivel ponderado de aspiración )
a 10.0 Acreditable - Muy satisfactorio
a 8.9 Acreditable - Satisfactorio
a 7.9 Acreditable - Aceptable
a 6.9 No Acreditable
COMPETENCIA ESPECIFICA:
NIVEL DE
LOGRO
INDICADORES DE LOGROS
( PERTINENTES A LOS NIVELES )
1.- TEORICO
BASICO
(Comprensión)
a. Identifica diversos estados de saturación para ciclos ideales básicos
b. Grafica ciclos ideales básicos en diagramas termodinámicos
c. Maneja conceptos básicos sobre psicrometría y combustión
2.- TEORICO
SUPERIOR
(Análisis Critico)
a. Identifica cualquier ciclo ideal, según la fase y condición para cada estado
b. Grafica todo tipo de ciclos ideales en diagramas termodinámicos
c. Resuelve aplicaciones simples sobre psicrometría y combustión
3.- TEORICO
PRACTICO
ACEPTABLE
(Mínimo Requerido
para Acreditación)
a. Aplica primera y segunda ley para diversos ciclos ideales y reales con
sistemas cerrados y abiertos
b. Construye nuevos diagramas termodinámicos para diversos ciclos ideales
c. Resuelve diversos procesos de acondicionamiento de aire, y reacciones de
combustión convencionales
4.- TEORICO
PRACTICO
AVANZADO
(Acreditable)
a. Aplica primera ley para ciclos innovadores
b. Relaciona ciclos teóricos ideales con ciclos reales, según la segunda ley
c. Plantea procesos de acondicionamiento de aire innovadores, y reacciones
de combustión no convencionales
5.- TEORICO
PRACTICO
INNOVADOR
CREATIVO
(Acreditable)
a. Investiga la aplicación de primera ley para ciclos innovadores
b. Simula nuevos ciclos termodinámicos, basados en la primera y segunda
leyes
c. Simula procesos de acondicionamiento de aire, y diversas reacciones de
combustión
PRODUCTO FINAL:
Sistemas térmicos basados en ciclos termodinámicos innovadores, con diversas sustancias puras
en sus diferentes fases.
Ingeniería Mecánica
PROCESO DE VALORACION
Aplicación de la auto-evaluación, co-evaluación, hetero-evaluación a partir de evidencias, con
el empleo de técnicas e instrumentos de valoración de las competencias
Evaluación Diagnostica Evaluación Formativa Evaluación de Desempeño
Indicadores de Logro
Indicadores de Logro
Maneja correctamente leyes Aplica leyes
físicas y químicas
termodinámicas
Plantea en forma lógica y Analiza sistemas cerrados y
concreta diversos modelos abiertos en estado estable,
matemáticos
aplicables a diversos ciclos
tanto para generación de
potencia como refrigeración
PROMOCIÓN
Analiza sistemas cerrados y
abiertos, basados en ciclos
termodinámicos con sustancias
puras, aplicables en generación
de potencia y refrigeración,
incluyendo aspectos como
psicrometría y combustión
Elabora diagramas adecuados Construye diagramas
con
ejes
coordenados termodinámicos
multivariables
TECNICAS E INSTRUMENTOS (Portafolios, Carpetas, Entrevistas focalizadas. . . )
Portafolio de sistemas termodinámicos aplicables para generación de potencia y
refrigeración con diversas sustancias puras, involucrando aspectos relacionados
con psicrometría y combustión
Ingeniería Mecánica
V.
GUIAS INSTRUCCIONALES PARA TRABAJO AUTONOMO
GUIA ELEMENTOS
INSTRUCCIONES
RECURSOS
PRODUCTO
(INDICACIONES)
Define el tipo de
ciclo de potencia a
ser utilizado
empleando vapor
Proponer aplicaciones para ciclos
termodinámicos de potencia que
utilicen vapor
Internet
Bibliografía
recomendada
Texto guía
Portafolio de alternativas
que involucran sistemas
termodinámicos con vapor
para
generación
de
potencia
Define el tipo de
ciclo a ser utilizado
para refrigeración
Proponer aplicaciones para ciclos
termodinámicos de refrigeración
Internet
Bibliografía
recomendada
Texto guía
Portafolio de alternativas
que involucran sistemas
termodinámicos
para
refrigeración
Define el tipo de
ciclo de potencia a
ser utilizado
empleando gas
Proponer aplicaciones para ciclos
termodinámicos de potencia que
utilicen gas
Internet
Bibliografía
recomendada
Texto guía
Portafolio de alternativas
que involucran sistemas
termodinámicos con gas
para
generación
de
potencia
4
Define mezclas aire –
vapor de agua, y sus
aplicaciones
Identificar
procesos
de
acondicionamiento de aire y sus
aplicaciones
industriales,
comerciales y residenciales
Internet
Bibliografía
recomendada
Texto guía
Carpeta de procesos de
acondicionamiento de aire
5
Analiza diversas
reacciones de
combustión
Plantear reacciones de combustión
evaluando su efecto energético y
su impacto ambiental sobre el
entorno
Internet
Bibliografía
recomendada
Texto guía
Portafolio de reacciones
de
combustión
convencionales
y
alternativas
1
2
3
Ingeniería Mecánica
BIBLIOGRAFIA
 CENGEL,Y., y BOLES, M., (2001). TERMODINAMICA, Cuarta Edición,
McGraw Hill
 MORAN, M., y SHAPIRO, H., (2004). Fundamentos de Termodinámica
Técnica, Segunda Edición, Editorial Reverté
 GRANET,
I.
(2000).
Termodinámica.
Editorial
Prentice
Hall
Hispanoamericana, SA. Tercera Edición. México
 NAKAMURA, M., (2000). Termodinámica básica para ingenieros. Editorial
San Marcos. Primera Edición. Lima – Perú
MATERIALES COMPLEMENTARIOS
Software de evaluación y demos:
 Katmar Software, UCONEER: Conversión de unidades en Ingeniería
 Katmar Software, WASP: Tablas Termodinámicas del agua
 Cengel, Yunus. EES: Engineering Equation Solver
FIRMA DEL DOCENTE:
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Ingeniería Mecánica