maquinas de Fluidos Compresibles 10 final.pdf

1.- DATOS DE LA ASIGNATURANombre de la asignatura:Carrera:Clave de la asignatura:Horas teoría-horas práctica-créditosMáquinas de Fluidos CompresiblesIngeniería MecánicaMCT - 05222 – 3 – 72.- HISTORIA DEL PROGRAMALugar y fecha deelaboración o revisiónInstituto Tecnológico deCuliacán del 14 al 18 deJunio de 2004Instituto Tecnológico deCelaya, Mexicali,Orizaba, puebla yVeracruzInstituto Tecnológico dePachuca del 8 al 12 denoviembre de 2004.ParticipantesRepresentantes de lasacademias deIngeniería Mecánica delosInstitutosTecnológicos.Academia de IngenieríaMecánica.ComitédeConsolidación de lacarrera de IngenieríaMecánica.Observaciones(cambios y justificación)Reunión Nacional deEvaluación Curricular de laCarrera de IngenieríaMecánica.Análisis y enriquecimiento delas propuestas de losprogramas diseñados en lareunión nacional deevaluaciónDefinición de los programasde estudio de la carrera deIngeniería Mecánica .3.- UBICACIÓN DE LA ASIGNATURAa). Relación con otras asignaturas del plan de estudio

AnterioresPosterioresAsignaturas Temas Asignaturas TemasTermodinámica Ley general de los Mantenimiento Mantenimiento degases.plantas dePropiedades de lasprocesos continuossustancias puras.QuímicaPropiedades de loselementos.Reacciones.Formulación yevaluación deproyectosProyectoTransferencia decalorConducción.Convección.ElectrónicaSensores.MetrologíaMetrologíadimensional.InstrumentaciónSensores.Medición depresión,temperatura.b). Aportación de la asignatura al perfil del egresadoAplicar los principios teóricos al análisis de maquinas que transforman energía conbase en los ciclos termodinámicos con fluidos compresibles4.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO• Conocerá y aplicará los conocimientos necesarios para realizar análisis deciclos termodinámicos involucrados con el funcionamiento de maquinas defluidos compresibles (motores CI, motores CE, turbinas, compresores), paramejorar su eficiencia.• Conocerá los parámetros básicos que influyen en el funcionamiento de losmotores de CI y de los compresores y sabrá como emplearlos en la selecciónde equipo.

5.- TEMARIOUnidad Temas Subtemas1 Clasificación y 1.1 Definiciónfuncionamiento de los 1.2 Formas de clasificar a los motores demotores de fluidos fluidos compresibles (tipo de combustión,compresibles.ciclo termodinámico, tipo de combustible,diseño del motor, aplicación, tipo deenfriamiento, etc.)1.3 Principio de funcionamiento de losmotores de combustión interna1.3.1. Motores de encendido `por chispa1.3.2. Motores de encendido `porcompresión1.3.3. Turbinas1.4. Componentes y funcionamiento de lossistemas auxiliares de los motores decombustión interna reciprocantes1.4.1. Alimentación de combustible1.4.2. Alimentación de aire1.4.3. Ignición1.4.4. Escape1.4.5. Enfriamiento1.4.6. Lubricación1.4.7. Anticontaminación1.5. Principio de funcionamiento de losmotores reciprocantes de combustiónexterna2 Combustión y aplicación delos ciclos termodinámicos1.6 Motor Stirling2.1 Caracterización de flamas2.2 Composición y propiedades del aire y delos combustibles2.3 Estequiometría de la combustión2.4 1ª. Ley de la termodinámica y lacombustión2.4.1. temperatura de combustión2.4.2. 2ª. Ley de la termodinámica y lacombustión2.4.3. velocidad de propagación2.5 Reacciones químicas en mezclas degases2.6 Diagramas de mezclas quemadas y noquemadas. Modelos ideales2.7 Ciclo Otto2.8 Ciclo Diesel2.9 Ciclo Stirling2.10 Ciclo Brayton2.11 Comparación de los ciclos reales con losciclos ideales3 Sistemas auxiliares de 3.1 Sistema de Combustible

5.4.4. Control5.5 Análisis termodinámico5.4.5. Compresor reciprocante5.4.6. Compresor centrífugo (axial, radial)6.- APRENDIZAJES REQUERIDOS• Termodinámica• Flujo de fluidos incompresibles• Sistema de tuberías• Balances de energía• Fundamentos de transferencia de calor• Instrumentos de medición7.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS• Preparar experiencias directas, objetivas, concretas, procurando que elestudiante se forma su propia visión de las cosas.• Fomentar la investigación en diversos medios.• Emplear diversas técnicas grupales.• Que el estudiante participe en actividades como argumentaciones,interrogatorios y trabajo en grupo.• Partir de un centro de interés y relacionarlo con temas de otras asignaturas.• Motivar al estudiante para que comprenda, y su aprendizaje sea significativo.• Dar oportunidades de descubrir justificaciones o fundamentaciones.• Realizar visitas industriales.• Al termino de cada unidad, el Profesor hará una recapitulación del tema visto.• Invitar a expertos en el tema.• Exposición de casos reales.8.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN• La evaluación debe ser congruente con el método empleado por el profesorpara el curso.• La forma de evaluación debe estar en correspondencia directa con losobjetivos planteados para el curso.• Algunas actividades del alumno que pueden considerarse en la evaluaciónson:o Participación en claseo Participación en la realización de ejercicios prácticoso Participación en el trabajo de grupoo Evaluación de la participación del alumno en el trabajo grupal, hechapor sus compañeros.o Evaluación de la participación del alumno en el trabajo, hecha por símismo.o Cumplimiento de objetivos y calidad de los trabajos.

o Reportes de prácticas o de visitas.o Exámenes escritos.o Proyectos9.- UNIDADES DE APRENDIZAJEUnidad 1: Clasificación y funcionamiento de los motores de fluidos compresiblesObjetivoEducacionalConocerá laclasificación y loscomponentes de losmotores que manejanfluidos compresibles ysu funcionamiento.Actividades de Aprendizaje• Indagar documental y exponer, porequipos, algún tipo de clasificación de losmotores de fluidos compresibles• Participar en una discusión dirigidaenfocada a aclarar términos y conceptosinvolucrados en la clasificación• Exponer por equipos, el principio defuncionamiento de los motores de fluidoscompresibles con combustión interna• Participar grupal para a aclarar términos yconceptos involucrados en elfuncionamiento de los motores de fluidoscompresibles con combustión interna• Investigar y exponer por equipos, losarreglos alfa, beta, gama en los motoresStirling• Participación en una discusión guiadaenfocada a aclarar términos y conceptosinvolucrados en el funcionamiento de losmotores StirlingFuentes deInformación1,4,5,6,7Unidad 2: Combustión y aplicación de los ciclos termodinámicosObjetivo EducacionalConocerá eidentificará losmecanismos deproducción y controlde flamas y losrelacionará con latransmisión de energíaen los motores defluidos compresibles.Conocerá los modelosActividades de Aprendizaje• Comprender los ciclos termodinámicosasociados al diseño de los motores defluidos compresibles• Participar en una discusión enfocada aidentificar, en el funcionamiento de losmotores, los procesos que componen elciclo termodinámico correspondiente.• En un mapa conceptual, resaltar lasdiferencias entre los ciclostermodinámicos reales y los ciclostermodinámicos ideales.Fuentes deInformación1,4,5,6,7

termodinámicosasociados al diseño delos motores de fluidoscompresibles y podrácompararlos con loscomportamientosrealestermodinámicos ideales.• Calcular rendimiento con valores reales.Participar con una lluvia de ideas acercade la importancia que tiene el estudio dela flama como principal proveedor deenergía en los motores de fluidoscompresibles, de combustión interna oexterna• Elaborar un reporte acerca de laspropiedades del aire y de loscombustibles de mayor Interés en elestudio de las flamas• Describir la estequiometría de lacombustión• Realizar ejercicios prácticos.• Resaltar la relación entre losconsiderandos de la 1ª y 2ª Leyes de latermodinámica con la temperatura decombustión y la velocidad depropagación• Participar en una discusión enfocada aencontrar formas de mejorar elintercambio energético en los motores decombustión externa e interna a partir dela mejora en la combustión• Actividad práctica• Participar en una discusión enfocada aencontrar formas de mejorar el control deemisiones en los motores de combustiónexterna e interna a partir de la mejora enla combustión• Actividad prácticaUnidad 3. Sistemas auxiliares de motores de combustión internaObjetivoEducacionalConocerá ycomprenderá cualesson los componentesy la función de losprincipales sistemasauxiliares de losmotores de fluidoscompresiblesActividades de Aprendizaje• Identificar cuáles son los sistemasauxiliares de los motores de fluidoscompresibles• Reconocer de los istemas sobre motoresvivos• Participar en una discusión enfocada aaclarar dudas o conceptos• Resolver problemas en situaciones realesFuentes deInformación1,4,5,6,7

Unidad 4: Pruebas que se efectúan en los otoresObjetivoEducacionalConocerá cuales sonlos parámetrosindicativos delrendimiento en unmotor de fluidoscompresibles y sabrácomo obtenerlos deuna máquina real,además sabrá cualesacciones producen lavariación de estosparámetrosActividades de Aprendizaje• Reconocer los parámetros significativospara apreciar el rendimiento de losmotores de fluidos compresibles. y paraevaluar la contaminación producida.• Indagar, por equipos, de los procedimientoy normas empleados para valorar losparámetros significativos en el rendimientoy contaminación de los motores de fluidoscompresibles.• Aplicar algunos de los procedimientosindagados en la actividad 2• Participar en una discusión enfocada aaclarar dudas o conceptos relacionadoscon los procedimientos indagados en laactividad 2 y aplicados en la actividad 3.• Resolver problemas en situaciones realesFuentes deInformación1,4,5,6,7Unidad 5: CompresoresObjetivoEducacionalConocerá laclasificación y loscomponentes de loscompresores y sefamiliarizará con sufuncionamiento,además conocerálos modelostermodinámicosasociados a sudiseño y podrácompararlos con loscomportamientosrealesActividades de Aprendizaje• Investigar la clasificación de loscompresores mediante diferentes criterios• Apoyarse en la técnica de discusióndirigida para aclarar términos y conceptosinvolucrados en la clasificación• Indagar, por equipos, del principio defuncionamiento de los compresores• Participar en una discusión enfocada aaclarar términos y conceptos involucradosen el funcionamiento de los compresores• familiarización con los compresoresFuentes deInformación2,3

10. FUENTES DE INFORMACIÓN1. Heywood, John. Internal combustión engine fundamentals. New York:Editorial Mc Graw Hill Internacional. 1989.2. Greene, Richard. Compresores, selección uso y mantenimiento. México:Editorial Mc Graw Hill. 1984.3. Ingersoll Rand CD ROM. www.air.ingersoll-rand.com4. Turns, S. An introduction to combustion. Concepts and applications. USA:Editorial Mc Graw Hill. 1996.5. Giacosa D. Motores endotérmicos. Barcelona: Editorial Omega.6. Obert E. Motores de combustión interna. México: Editorial CECSA.7. Bosch. Manual de la técnica del automóvil. Barcelona: Editorial Reverté.11. PRÁCTICAS PROPUESTAS.1. Identificación de componentes de un motor de combustión interna2. Construcción de un motor de aire caliente basado en el ciclo Stirling, a partirde materiales de uso común (lata de refresco)3. Desarmado y armado de un motor de combustión interna4. Construcción de una cámara de combustión5. Pruebas al motor de combustión interna6. Diagnostico de fallas y solución de problemas.7. Identificación de compresores8. Manejo de curvas de operación y rendimiento de compresores.9. Calculo de volumen desplazado por el compresor10. Adaptación de un turbocompresor para motores diesel, para ser alimentado através de una cámara de combustión independiente (proyecto).