Libros sobre Ingeniería Energética

Pedro Fernández Díez

Pedro Fernández Díez, profesor jubilado desde octubre de 2008, ha impartido docencia en la E.T.S. de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación de la Universidad de Cantabria, en Santander (España), habiendo sido a su vez director de la misma.

Algunos de los libros que aquí se exponen sobre Ingeniería Energética los utilicé como texto, con esa intención los desarrollé, habiendo comprobado que algunos profesores también los utilizan con tal fin, lo que es de agradecer.

Por éso decidí hace años ponerlos en Internet para que no sólo me sirviesen a mí y a mis alumnos, sino también a quienes estuviesen interesados en estos temas energéticos.

Es posible que algunos de ellos estén desfasados, no su contenido, pero creo que cuando en su día se prepararon algo tenían que decir.

Siento no haberme llevado, cuando me jubilé, la más de una tonelada de documentos que dejé en mi despacho de la Universidad, recopilados y preparados a lo largo de mi vida dedicada a la docencia en Ingeniería; no se qué habrá sido de ellos; ahora los echo en falta, porque salvo el impartir la docencia y el trato con los alumnos, todo para mí sigue igual; a veces pienso que mejor ha sido que no me los haya llevado, pero el gusanillo siempre está ahí, y sí que en muchos momentos les echo en falta.

Estos libros se los dedico a los Ingenieros Industriales e Ingenieros T. Industriales, que durante más de 40 años me tuvieron que soportar en el aula, y sobre todo, a mi nieta Sonia, a mis hijos Iván (autor de la página) y su esposa Britta, a Pedro, Yerenka y Pablo, y a mi mujer Maribel que es la que más ha tenido que aguantar. Gracias a todos.

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Ingeniería Energética

Pedro Fernández Díez

Índice General:

1 – Centrales Térmicas.

2 – Termodinámica Técnica.

3 – Energías Alternativas.

3.1 – Energía Termosolar.

3.2 – Energía Geotérmica.

3.3 – Energía del Mar.

3.4 – Energía Eólica.

4 – Ingeniería Térmica y de Fluidos.

5 – Bombas.

6 – Compresores.

7 – Turbinas.

7.1 – Turbinas Hidráulicas.

7.2 – Turbinas de Vapor.

7.3 – Turbinas de Gas.

8 – Mecánica de Fluidos.

9 – Refrigeración y Calefacción.

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1 - Centrales Térmicas

01 Introducción a las centrales térmicas Generadores de vapor; MetodologíaConfiguración del sistema térmico, influencia de la fuente energética y de las condiciones del vaporFundamentos de la generación de vapor; vaporización en tubos en circulación natural y forzadaComponentes del generador de vapor de combustible fósil; hogares, sobrecalentadores, recalentadores, economizadores, bancos de caldera, calderines de vapor, calentadores de aireSistemas de flujo agua-vaporSistemas de combustión y auxiliaresCircuito del flujo de gasesControl de emisionesSistemas nucleares de generación de vapor (NSS), (PWR), (BWR), (PHWR), (GCR), (BR)Diseño del sistema de vapor

02 Transformaciones termodinámicasPropiedades de los gases y vaporesPrincipios termodinámicos y su aplicación a calderasEntropía e irreversibilidadCiclos de Carnot y Rankine; rendimientoExtracciones y sangrías de vapor; temperaturas de extracciónCiclos de vapor en plantas nuclearesCiclos de vapor supercríticosCiclo elemental de turbina de gasCiclos combinados; calderas de recuperación, cogeneraciónProcesos de combustión Energía libreTablas de propiedades termodinámicas del vapor de agua

03 Dinámica de FluidosPrincipios de conservación de la masa, de la cantidad de movimiento y de la energíaEcuación energética para un flujo de fluido no viscosoPérdida de presión por rozamientoCoeficiente de rozamiento; diagrama de MoodyFlujo turbulento; campo de velocidadesResistencia al flujo en válvulas y accesoriosPérdidas irreversibles en estrechamientos y ensanchamientosFlujo en codos y curvasFlujo en serpentinesFlujo en conductos de sección rectangularDeflectores de direcciónFlujo a través de bancos tubulares; tubos lisos y aleteadosArrastre de fluido por el flujoCirculación por la caldera

04 Transmision de CalorConducción térmicaCoeficientes de conductividad térmica, calor específico y densidadResistencia de contactoFormulación práctica para la convecciónConvección forzada en régimen laminar; flujo por el interior de tubosFlujo turbulento por el interior y por el exterior de tubosRadiación

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Balance de radiación para recintos con medio no participante y con medio participantePropiedades de la radiaciónEmisividad y absortividad de los gasesDeterminación practica de la emisividad y de la absortividad del anhidrido carbónico, óxido de carbono, vapor de agua, humosRadiación de nubes de partículas, llamas luminosas y llamas de carbón pulverizadoFactores de forma de la radiación (configuraciones en 3 dimensiones)

05 Intercambiadores de CalorIntroducción a los intercambiadores de calor (Métodos LMTD y NTU)Métodos particulares de transmisión de calor: Transferencia de calor en superficies ampliadas y materiales porososCondensación en película, difusión y transferencia de masa; vaporizaciónConsideraciones de diseño en hogares de calderas y bancos de convección Transferencia de calor al aguaTransferencia de calor al vaporCavidadesAislamientosModelado numérico de hogares y calderas

06 VaporizacionFundamentos del proceso de vaporizaciónVaporización forzadaCoeficientes de transferencia de calor: Vaporización subenfriada, Vaporización convectiva y puntual, Post-flujo térmico crítico, ReinundaciónFenomenología del flujo térmico críticoTubos estriados. Criterios de evaluación del flujo térmico críticoIntercambio térmico supercríticoFlujo en dos fases. Diagramas de flujo. Caída y gradiente de presiónModelo de flujo homogéneoModelo de flujos separadosInestabilidad errática y de densidad oscilanteSeparación vapor-agua. Separación natural. Separación primaria asistida por deflectores. Separadores mecánicosVolumen del calderín de vaporCirculación natural y forzadaCriterios de diseño: Límites de flujo térmico crítico, de estabilidad, en separadores de vapor y en calderín de vapor, mínimos de velocidadFlujo térmico crítico

07 Materiales utilizados en los Generadores de vaporMetalurgia. Estructuras cristalinas; defectos en cristalesMetalurgia física del acero; diagrama Fe-C; diagramas de transformaciones isotermasEfecto de los elementos aleados en el diagrama Fe-Fe3CAgentes desgasificadoresTratamientos termicosProcesos de fabricaciónSoldaduraMateriales utilizados en la fabricación de calderas: Aceros, Materiales bimetálicos, Fundiciones, Materiales cerámicos y refractariosEnvolturas y proteccionesPropiedades mecánicas a baja temperatura. Ensayos de tracción, dureza, tenacidad, conformaciónPropiedades mecánicas a alta temperatura. Ensayos de tracción y termofluenciaMateriales para calderas: a) Especificaciones ASME y tensiones admisibles; b) Caldera, paredes hogar, zonas de convección y economizadores; c) Sobrecalentadores y recalentadores. Factores de selección

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Materiales para colectores, tuberías y calderinesAceros termoresistentes para partes no presurizadasEquipos medioambientales: a) Desulfuración de humos; b) Entrada en la torre de absorción; c) Zona humidificada por rociado en la torre de absorción; d) Tanque de recirculación en la torre de absorción; e) Colectores con rociadores internos; f) Separadores de humedad; g) Zona de salida y separador de humedad en la torre de absorción; h) Flujo de gases aguas abajo del bipaso

08 Recipientes a presiónDiseño y análisis estructural en condiciones estacionarias Diseño y análisis en condiciones transitorias: a) Teoría de la tensión máxima; b) Teoría del esfuerzo cortante máximo; c) Teoría de la energía de distorsiónClasificación de tensiones: primarias, secundarias y de picoRequisitos para el análisis y el diseñoMétodos de análisis de tensiones. Restricciones. Tensiones térmicas. Tensiones por fatiga. Análisis de discontinuidadesAnálisis por elementos finitosMétodo de mecánica de fractura: a) Mecánica de fractura elástica lineal; b) Mecánica de fractura elastoplásticaPropagación subcrítica de grietas: a) Por fatiga; b) Por fluenciaConfiguraciones constructivas: Aberturas, refuerzos, ligamentos, uniones y tubuladurasComponentes estructurales de soportes

09 Fuentes de energíaFormación de los carbonesClasificación de los carbones: ASTM por porcentajesTurba, lignito, subbituminoso, bituminoso, antracitaCaracterización de los carbones: Análisis estándar ASTM; Humedad de equilibrio y residual; Análisis inmediato y elemental; Poder calorífico superior del carbón; Grindabilidad; Índice de hinchamiento libre; Temperatura de fusión y composición de la ceniza; AzufrePerfil de la combustiónIndices de abrasividad y de erosiónViscosidad de la escoriaPropiedades y tipos de carbonesCombustibles derivados del carbón: cocke, subcoque y líquidos, combustibles gaseosos, gas de batería de coque, gas de horno alto, gas de agua, gas de gasógeno, gases subproductos de la gasificación, combustible mezcla carbón y aguaFuelóleos: análisis, densidad API, poder calorífico, viscosidad, puntos de congelación y gasificación, agua y sedimentos. Propiedades.Gas naturalOtros combustibles: Coque de petróleo, Coque retardado, Alquitrán de petróleo, Emulsiones de aceites, Maderas, Bagazo, Desechos vegetales, Residuos sólidos urbanos

10 Manipulacion de combustiblesClasificación del carbón brutoEquipos para reducir el tamaño del carbón: triturador rotativo, simple, de doble tambor, con retención de martillosCribas: de gravedad, giratoria, de sacudidas, oscilantePreparación y limpieza del carbón: Concentración húmedaConcentración por gravedad en vía húmeda: Lavado con criba, Mesa hidráulica de concentraciónConcentración por flotaciónConcentración por vía secaDeshidrataciónManipulación y almacenamiento de carbón en centrales térmicas: manipulación del carbón bruto, descarga de vagones ferroviarios y camionesAlmacenamiento: en pila, en silo, en tolva. Diseño de los conductos de transferencia

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Alimentadores: volumétricos, gravimétricosMezcla de carbonesManipulación del carbón: Supresión de polvo, oxidación, carbón congelado, incendios en pilas de carbón, flujo en tolvas, incendios en tolvas, situación medioambientalManipulación de combustibles sólidos alternativos: Residuos sólidos municipales, desechos de madera

11 Introducción a la combustionLeyes fundamentales: Ley de conservación de la masa, Ley de conservación de la energía, Ley de los gases ideales, Ley de pesos combinados, Ley de Avogadro, Ley de Dalton, Ley de AmagatAplicación de las leyes fundamentalesEvaluación molar de la combustión: Combustibles gaseosos, líquidos y sólidosComposición del aire y aire teórico para la combustiónProductos de la combustión por unidad de masa de combustible Unidades alternativas: Método en BTUCalor de combustión, su medida y poderes caloríficos superior e inferiorTemperatura de igniciónTemperatura adiabática de la llamaCálculos de combustión en aplicaciones comerciales: a) Absorbentes y aditivos; Residuos y desechos; Exceso de aireCálculos de combustión y rendimiento: Aire comburente-aire teórico; Gases de combustión; Eficiencia; Pérdidas térmicas; Pérdidas por radiación y convección; Pérdidas no consideradasEntalpía del aire y gasesEntalpía de sólidos y combustiblesMedida del exceso de aire: Análisis de humos; Toma de muestras de los humosEnsayo de combustibles heterogéneosEjemplos de cálculos de combustión: Método en MOL; Método en BTU

12 Combustion de gases y fueloleosFuelóleos: Almacenamiento, Viscosidad, Análisis elemental, Poder calorífico, Densidad relativa, Temperatura de desprendimiento de gases, Punto de inflamabilidad, Temperatura de fluidez, Destilación, Agua y sedimentos, Residuo carbonoso, Contenido en asfaltenos, Perfil de la combustiónGas natural: Transporte, almacenamiento y manipulaciónCombustión de fuelóleos y gasesVentiladoresExceso de aireEstabilidad y campo operativoPulsación de quemadoresRendimiento de la combustiónTécnicas de control de emisiones: Óxidos de nitrógeno; Bajo aireexceso; Quemadores fuera de servicio; Combustión en dos etapas; Estequiometría en zona de quemadores; Lumbreras de aire terciario y su ubicación; Quemadores; Geometría del hogar; Control del gasto de aire; Recirculación de humos; Recombustión; Óxidos de S; Materias sólidas; OpacidadSelección y diseño de quemadores: Quemador circular; Quemador tipo S; Quemador tipo DRB-XCLAtomizadoresAtomizadores mecánicos: Mechero con atomizador mecánico uniflujo; Mechero con atomizador mecánico con retroflujo; Mechero combinado con atomizador mecánico y con vaporAtomizadores por vapor: Atomizador chorro-Y; Atomizador Racer; Atomizadores Chorro-T y Chorro-IEquipamiento para gas natural: Antorcha multilanza de mezcla variable; Antorcha de lanza hemisférica; Antorcha de lanza radialGases subproductosPuesta en servicio de calderas desde el estado fríoIgnitores y pilotosPrecauciones de seguridad

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13 Pulverizadores y quemadores de carbonPulverizadores verticales con extracción por chorro de airePulverizadores horizontales con extracción por chorro de airePulverizadores horizontales de alta velocidad; tecnología de molienda+secadoPulverizadores de baja velocidad: Combustión indirecta y directa; Temperatura de salidaGrindabilidadPropiedades de desgaste: Abrasividad; Erosividad; HumedadSelección del tamaño del pulverizadorConsumo energético: Mantenimiento; Materiales cerámicos; Incendios y explosiones; Control; Sistemas especiales de seguridadPulverizadores avanzados: Clasificadores giratoriosMolienda ultrafina

14 Hogares ciclonDisposición del combustor ciclón y principios operativosCombustión en ciclón: Distribución del aire, regímenes de calor, capa de escoriaCriterios de evaluación de combustiblesFactor T250 de viscosidad de la escoriaCombustores ciclón para carbones: Quemador espiral, quemador vorticial y quemador radialCaracterísticas de diseñoEntrega del carbón: Combustión indirecta (configuración del silo), combustión directa y combustión directa con presecadoAlimentadores de carbónEquipo de manipulación de escoriaQuemadores de fuelóleo y de gasOtros combustibles: Desechos y residuos, cubiertas de caucho, coque de petróleo; virutas de maderaControl de la combustión: Ignitores, cortatiros de control del aire secundarioFuncionamiento a cargas bajasRevestimiento de tubos con protuberancias y refractario, y con protuberancias planasRevestimiento por metalización y refractariosControl de la contaminación atmosférica: Polvo, reducción de SO2 y NOx

15 Hogares mecánicosHogares mecánicos con alimentación inferior horizontal y por gravedad Hogares mecánicos con alimentación a granel: Parrilla vibrante refrigerada por agua y parrilla móvil articulada o sinfínParrillas mecánicas planas: Combustión del carbón, alimentadores distribuidores, sistemas de reinyección de carbon y de aire comburenteCarbón a utilizar, selección de la parrilla y evacuación de cenizaCombustión de cortezas, maderas y otros combustibles de biomasa en parrillas mecánicas planasEmisiones

16 Calderas de lecho fluidificado atmosféricoTecnología de la combustión en lecho fluidificado; Comparación con otros métodos de combustiónVentajas de la combustión en lecho fluidificado: Emisiones reducidas de SO2 y NOx; CenizasCombustibles de bajo poder caloríficoCalderas de lecho fluidificado a presión atmosférica: de lecho fluidificado burbujeante y de lecho fluidificado circulante, (CFB)Emisiones de dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, monóxido de carbono, hidrocarburos, partículas (filtro de sacos y precipitador electrostático)Diseño del hogar de una caldera de lecho fluidificado

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Requisitos de combustiónCaracterización y medida de partículasCaída de presión en lecho burbujeante y en lecho circulanteTransferencia de calor en lecho burbujeante: a) Desde lecho denso a bancos de tubos; b) Desde lecho denso a paredes; c) Desde la zona de desprendimiento a tubos; d) Desde la zona de desprendimiento a paredes; e) En la parte superior del hogarTransferencia de calor en lecho circulante: a) Desde el lecho denso; b) Desde la zona de desprendimiento y la parte superior del hogarBalance de materia en lecho fluidificado circulante y en lecho burbujeanteConfiguración de calderas de lecho fluidificado: Placa distribuidora y casquetes de burbujeo; Sistema de aire secundario; Cerramiento de la calderaEquipos auxiliares: Sistema de alimentación inferior y superior del combustible; Sistema de alimentación del absorbente; Sistema de evacuación de la ceniza del lecho; SopladoresDiseño de calderas de lecho fluidificado: Remodelación con lechos burbujeantes; Calderas de lecho fluidificado circulantePuesta en servicio de las calderas de lecho fluidificadoControl de la temperatura, densidad del lecho, aire secundario

17 Gasificación del carbónQuímica de los procesos de gasificaciónClasificación de los procesos de gasificación: Lecho agitado o de contracorriente; Lecho fluidificado o de mezcla en contracorriente; Flujo arrastrado o de equicorrienteTecnologías prácticas: Gasificador de lecho agitado, Gasificador de lecho fluidificado, Gasificador de flujo arrastrado, Gasificador primitivo a presión atmosférica y presurizadoCaracterísticas del gasificador de flujo arrastradoGasificadores modernos: Gasificador Texaco; Gasificador Shell; Gasificador Dow; Gasificador de escoria BGC/Lurgi; Gasificador Winkler de alta temperatura (HTW)Líneas en desarrolloMateriales del refrigerador de gas sintéticoServicio como economizador, vaporizador y sobrecalentadorComposición del gas productoPurificación del gas: Procesos convencionales; Eliminación de ácido; Emisiones de NOxProcesos en desarrollo: Desulfuración en caliente; Efluentes acuosos; Descarga de sólidosGasificación del carbón para generación de energía: Planta energética de ciclo combinado

18 Calderas, sobrecalentadores y recalentadoresCalderas de vaporCalderas industriales de pequeña potencia: a) Caldera con hogar integrado; b) Caldera StirlingGrandes calderas energéticas: Diseño de calderas; Circulación natural; Proceso directo o paso único; Selección y especificación del combustible; Superficie de cerramiento; Tamaño del hogar y requisitos del ciclo; Criterios de diseño del hogarInfluencia de la cenizaParedes refrigeradas por agua; Superficie de convección de la calderaAnálisis del cálculo numérico de calderas Diseño de las partes a presión; Soportes de calderaSobrecalentadores y recalentadores. Tipos. Tamaño de los tubos. Diseño. Soportes. Limpieza interior y exteriorTemperatura del agua de alimentaciónAtemperación: Atemperador de simple etapa, de simple etapa doble, de dos etapasAplicación del atemperador en calderas de presión universal: Cortatiros de distribución de los gases, Recirculación de humosSelección de quemadoresAjuste y control de la temperatura del vaporSistemas bipaso y puesta en servicio: Sistema bipaso de caldera con calderín; Tiempo de puesta en servicio; Cambio rápido de la carga; Control de la presión del calderín y a la salida del sobrecalentador; Control de la temperatura del vapor recalentado y del vapor principalPuesta en servicio fría, templada y en calienteRetirada de servicio

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Sistema de puesta en servicio de calderas de presión universalSistema de puesta en servicio a presión constante; Control de la temperatura del vapor Sistema de puesta en servicio a presión variable: Válvulas de presión dual; Bipaso de sobrecalentador a condensador; Control de la temperatura del vapor

19 Economizadores y calentadores de aireEconomizadoresEconomizador de superficie: Tubos lisos. Superficies ampliadas. Protuberancias. Aletas longitudinales. Aletas helicoidales. Aletas anulares de perfil rectangular. DeflectoresEconomizadores vaporizadoresTransferencia térmica: Tubos desnudos. Tubos aleteados. Caída de presión del lado de humos. Caída de presión del lado de agua. Sistemas soporte del economizador. ColectoresCalentadores de aireCalentadores de aire recuperativos: Calentadores tubulares de acero. Calentadores tubulares de fundición. Calentadores de chapas. Calentadores con tubos isotermosCalentadores de aire regenerativos: Calentador Ljungström. Calentador de aire Rothemühle. Superficies calefactoras.Fugas de aire, de holgura, de arrastre y de presiónCorrosión, obstrucción, limpieza, erosión e incendiosAplicaciones a plantas energéticasReducción de los NOx y del SO2

20 Efecto de la ceniza del combustible en el diseño y en el funcionamientoDiseño del hogar para la evacuación de la ceniza: Contenido de ceniza en el carbón. Hogares de ceniza seca y líquida. Deposición de la ceniza. Escorificación. EnsuciamientoCaracterísticas de la ceniza del carbón: Origen de la ceniza del carbón. Composición mineralógica. Composición química.Fusibilidad de la cenizaInfluencia de los elementos de la ceniza: Efecto del Fe. Relación entre componentes básicos y ácidos. Viscosidad de la ceniza. Influencia de los álcalis en el ensuciamiento.Relación entre la viscosidad y la temperatura de la ceniza de un carbónMétodos de caracterización de la ceniza: ClasificaciónÍndice de escorificación: Para ceniza bituminosa. Viscosidad-temperatura Rvs.Índice de ensuciamiento Rf de las cenizas bituminosas y ligníticasEfecto de la ceniza del carbón en el diseño de la caldera: Diseño del hogar. Efecto de la escorificación en el tamaño del hogar. Diseño del paso de convección. Erosión de la ceniza volante en polvo. Efecto de las variables de funcionamiento. Aplicación de los sistemas de diagnóstico de caldera. Métodos no habituales de evaluación de la ceniza: Hogar incinerador de laboratorio. Medida de la viscosidad de la ceniza. Medida de la resistencia de sinterización de la ceniza. Características generales de la corrosión. Depósitos de cenizas corrosivas: Capa exterior, intermedia e interna.Mecanismos de la corrosiónCeniza del fuelóleo: Liberación de la ceniza durante la combustiónFormación y deposición de las cenizas de aceites: Características de la ceniza del fuelóleo. Diseño de la caldera: FuncionamientoCorrosión de la ceniza del aceite: Corrosión a alta y baja temperatura. ControlSuministro de fuelóleo: Aditivos para fuelóleo. Control del exceso de aire

21 Diseño de los componentes de una calderaCondiciones de funcionamiento Balances de calor y de materiaCálculo de las características de funcionamiento de los diversos componentes: a) Hogarb) Pantalla de salida del hogar. Radiación del hogar hacia la pantalla. Pérdida de tiro en la pantalla en el lado de humos. Caída de presión en el interior de los tubos de la pantalla

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c) Sobrecalentador: Transferencia de calor. Pérdida de tiro. Caída de presión del vapor en el sobrecalentadord) Banco de caldera: Transferencia de calor. Pérdida de tiroe) Cavidad banco de caldera a economizador: Transferencia de calorf) Economizador: Transferencia de calor. Pérdida de tiro. Caída de presión en el agua que circula por el interior de los tubos.g) Calentador de aire: Transferencia de calor. Pérdida de tiro (humos en el interior de los tubos). Caída de presión en el aire (flujo cruzado exterior a los tubos)h) Conductos de aire, humos y chimenea: Pérdidas en el lado aire-salida ventilador forzado a hogar.

22 Cierres en calderasEstanqueidad de la calderaCerramientos con paredes tubulares: Paredes membrana. Paredes membrana con camisa refractaria. Paredes de tubos con aletas planas. Paredes de tubos tangentes. Mejora de paredes con tubos de aletas y tubos tangentesCerramiento de envolventes: Tolvas. Caja de aire. Cámara de humos de atemperación. CobertizoConsideraciones de diseño: Resistencia a la ceniza en polvo y escoria. Expansiones. Soportes. Explosiones. Implosiones. VibracionesPérdidas de calor: Lana mineral. Bloques de silicato cálcico. Pasta plástica para alta temperatura. Fibras cerámicasCálculos: a) Flujo de calor a través de una pared compuesta. b) Ventilación y temperatura superficial. c) Fugas e infiltraciones. d) Corrosión. e) Resistencia a la intemperieFabricación y montaje

23 Elementos auxiliares de calderasSopladores: Medio de limpieza, presión máxima de impacto y velocidad del chorroTipos de sopladores: De posición fija. Retráctil de carrera corta. Retráctil de carrera larga. De lanza de agua. Para limpieza de calentadores de aire. Diseños especialesAplicación a: Calderas que queman carbón pulverizado. Calderas que queman aceite. Calderas recuperadoras de calor de procesos. Calderas que queman basuras. Calderas de lecho fluidificado. ControlVálvulas de seguridad y desahogoSistemas de manipulación de cenizaSistemas de escoria: Cenicero lleno de agua. Transportador de cadena sumergida. Sistema de piritas. Sistema de ceniza del paso de convección de la caldera. Sistemas de manipulación de ceniza seca en polvo: Transporte neumático. Transporte mecánico. Almacenamiento de ceniza y descargaCortatiros de aire y de humos: Cortatiros de persianas, de lenteja, de compuertaChimeneas: Efecto chimenea. Ejemplo de cálculo del efecto chimenea. Chimeneas metálicas y de hormigón. Pérdida por flujo en chimenea. Dimensiones de la chimenea. Agentes externos que afectan a la altura de la chimenea. Mantenimiento de la chimeneaVentiladores: Potencia y características de funcionamiento. Características aerodinámicasControl de ventiladores centrífugos a la salida. Accionamiento de ventiladores.Ventilador de tiro forzado. De tiro inducido. De recirculación de humos. De aire primario. Axial. Características operativas y de control. Funcionamiento de ventiladores en paralelo. Zona de inestabilidad. RuidosSistema atemperador de condensación

24 Calderas para plantas eléctricasSelección del equipo generador de vaporFlujo de vapor. Agua de alimentación de la caldera. Consideraciones medioambientales. Combustión de carbón pulverizado: Caldera radiante (RB). caldera radiante para carbón pulverizado, Carolina (RBC). Caldera radiante para carbón pulverizado, tipo Torre. Caldera de presión universal (UP). Caldera de presión universal para carbón pulverizado. Caldera universal

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(SWUP) para carbón pulverizado, con paredes de tubos del hogar en espiral.Calderas energéticas para fuelóleo y gas. Caldera radiante para gas natural y aceite.

25 Diseño de calderas industrialesEquipo generador de vapor: Vapor para procesos y calentamientos. Servicio combinado de calor y energía. Generación de energía. Potencia de los servicios auxiliares. Agua de alimentación de la caldera. Control medioambiental.Tipos de calderas para aplicaciones industriales: caldera energética Stirling (SPB). Caldera Towerpack. Caldera (PFI)- Caldera (PFT). Caldera (FM). Calderas de alta capacidad (HCFM). Caldera (PFM). Caldera de lecho fluidificado circulante (CFB). Caldera de lecho fluidificado burbujeante (BFB). Caldera para extracción mejorada de aceite (EOR).

26 Recuperacion de productos y calor en la industria papeleraProcesos de pulpa: PROCESO DE SULFATO: Filtros de licor verde, de dregs, de licor blancoCapacidad de una unidad recuperadora de una fábrica de pulpaFlujos en el proceso Kraft de la caldera recuperadora: Sistema de distribución de aireDistribución y combustión del licor negro en el hogar: Reacciones de reducción y oxidación del S en el lecho de fundido, y sistema de alimentación de aireCaracterísticas térmicas de la calderaEl licor negro como combustibleEmisiones: de NOx y SO2Cenizas procedentes de arrastres, y efluviosEvolución del diseño de la caldera recuperadora de licor negro:Caldera Tomlinson: Construcción de paredes, Diseño con uno o dos calderines, Diseño de bajo olor, Diseño del sobrecalentador, Sistema de aire comburenteConsideraciones de diseño para calderas recuperadoras: Diseño del hogar, Disposición de la bóveda superior o nariz del hogar, Pantalla de hogar, Superficie de convección, Sobrecalentador, Banco de caldera, Economizador, Sistema de disparo de emergenciaSistemas auxiliares de la caldera recuperadora: Evaporación de licor negro, Evaporador ciclón, Evaporador en cascada, Oxidación del licor negroCalderas recuperadoras de licor negroQuemadores de licor negro: Quemador oscilador y Quemador de barrido vertical limitado (LVS)Sistema de cenizaSistema de aire comburenteSistema de limpieza de las portillasSistema de humosSistema de limpieza de la cenizaSistema de combustible auxiliarSistema de licor verdeCaldera recuperadora del proceso de sosaCaldera recuperadora para licor de fibras no leñosasPROCESOS DE SULFITO: Sodio, magnesio: Pulpa de magnesio y proceso recuperador, Combustión del licor de magnesioAbsorción del SO2Calcio, Amoniaco: Recolección de gases olorosos: Recolección en la línea de fibras, Recolección en la planta de evaporación, Recolección en la caldera de recuperación: gases GOL, Recolección en la planta de licor blancoCalderas de gases olorosos: Calderas de gases de bajo volumen y alta concentración (GOS, LVHC)Calderas de gases de gran volumen y baja concentración (GOL, HVLC)Recolección de gases diluidos para la incineración en la caldera de recuperaciónRecolección e incineración de gases olorosos (concentrados y débiles) en el horno de cal

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27 Centrales térmicas que queman basuraCombustión de basuras: Combustión en masa, Combustión de basuras preparadas (RDF), CorrosiónUnidades de combustión en masaUnidades que queman combustibles derivados de basurasCombustión en masa: Tamaño de la planta de caldera, Diseño del hogar mecánico, Manipulación del combustible, Sistema de alimentación de combustible, Sistema de aire comburenteSistemas de manipulación de ceniza: Extractor de ceniza de brazo móvil, Tolva de ceniza de compuerta doble, Ceniza volante de limpiadores, precipitadores y filtros de sacoCombustión de RDF: Calderas específicas para quemar RDF, Sistemas de preparación de los RDF, Rendimiento y Calidad de los RDFProcesado de los RDF: Separación de vidrio, piedras, arenisca y polvoRecuperación de latas de Al, Residuos voluminosos de tamaños superiores (OBW), Línea de troceado de neumáticosAlmacenaje de RDFSistema de alimentación de combustible: Espitas distribuidoras por chorro de aire, Parrillas sinfínDiseño del hogar inferiorTemperatura de los humos a la salida del hogarSistemas de manipulación de cenizaReadaptaciones para RDFDiseño del sobrecalentador, Caldera: hogar superior, Banco de generación de vapor, Economizador, Calentadores de aire, Equipo de limpieza de ceniza, Quemadores auxiliares de aporteEquipo de control de contaminación atmosférica

28 Centrales que queman maderasSuministro de vapor a procesos industriales: Pulpa y papel y Procesado de alimentosSuministro de vapor para generación energética: Cogeneración, Plantas que queman biomasaCombustibles: Constituyentes, Combustión de madera y biomasa, Combustión combinada con combustibles tradicionales, Combustión de lodosSistemas de combustión: Cámara exterior anexa, Parrilla porosa, Parrilla móvilHogar con zona de combustión controlada (CCZ)Secadores y pulverizadoresLecho fluidificadoDiseño de componentes de caldera para combustión de madera y biomasa: Parrilla, Distribuidor de combustible, Quemadores, Hogar, Sobrecalentador, Banco de caldera, Economizador, EconomizadorEquipos auxiliares: Ventiladores de tiro forzado (FD), Sopladores, Sistemas de manipulación del combustible, Sistemas de manipulación de la ceniza, Sistemas de aireEquipos para el control de emisiones: Colectores de polvo, Precipitadores, Filtros de tela o cámaras de sacos, Depuradores húmedosImpacto medio ambiental: Emisión de partículas, Óxidos de nitrógeno, Dióxido de azufre, Monóxido de carbono, Compuestos orgánicos volátiles (VOC)

29 Combustión en lecho presurizadoProceso de combustión en lecho fluidificado presurizado (PFBC): Eficiencia del ciclo, Emisiones reducidas y combustión mejoradaTamaño de caldera reducidoConstrucción modularCiclos para plantas de (PFBC): Ciclo turboalimentado, Ciclo combinado, Ciclo combinado avanzadoDiseño del ciclo combinadoProcesos en el lecho fluidificado: Fluidificación, Transferencia de calor, Rficiencia de la combustiónEmisiones: Óxidos de nitrógeno, Captura de azufre

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Ciclos de los fluidos: Ciclo agua-vapor, Ciclo aire-humosPérdidas de energíaSistemas de (PFBC)Generador de vapor: Tipo de caldera (PFBC), Cerramiento de la caldera, Bancos tubulares, Agua de alimentación, Distribuidor de aireTurbina de gasEquipos auxiliares: La vasija del combustor, Preparación y alimentación del combustible, Alimentación del absorbente, Evacuación de ceniza, Reinyección en el lecho, Limpieza de humos, Evacuación de la ceniza, Funcionamiento de unidades de (PFBC): Control, Puesta en servicio, Operación normal y cambio de carga, Retirada de servicio o parada, Condiciones anormales

30 Ciclos combinadosCiclos combinados y cogeneración: Sistema de ciclo combinado simple, Sistemas comerciales de ciclo combinado, Cogeneración, Generador de vapor recuperador de calor HRSGConsideraciones técnicasSistemas de vapor basados en calor residualHogar de oxígeno básico: Campana de generador de vapor, Campana de vapor presurizado en circuito cerrado, Sistema de vapor presurizado y agua a alta temperatura en circuito cerradoCalderas de calor residual: Hornos Martin-Siemens, Calderas de calor residual para condiciones especiales, Caldera simple de calor residual de tres calderinesSistemas de vapor mediante combustibles singulares: Calderas de CO, Calderas que queman gas de horno alto (BFG) y gas de batería de coque (COG)Calderas que queman gases peligrosos (RCRA)Ejemplo de sistema de ciclo combinado simple

31 Consideraciones medioambientalesFuentes de emisiones y descargas de plantaMétodos de control de la contaminación atmosféricaTipos de contaminantes, fuentes e impactosTecnologías de control de contaminación atmosféricaTecnologías de control de SO2: Precombustión, Modificaciones de la combustión, Tecnologías de inyección de absorbente, Tecnología de depuración húmeda y secaTecnologías de control de NOx: Modificación de la combustión, Tratamientos postcombustión para controlar los NOxTecnologías de control de partículas: Lavado del carbón, Colectores mecánicos, Filtros de tela, Precipitadores electrostáticos (ESP)Control de contaminación del agua: Fuentes de descarga (efluentes) de plantas energéticas, Agua de refrigeración en circuito abierto, Purgas de torre de refrigeración, Residuos de agua en la manipulación de la ceniza, Residuos de agua en la manipulación de la ceniza, Purga de depuración (desulfuración) de humos (FGD), Residuos acuosos de limpieza de metales, Residuos de poco volumen, Clarificación, FiltraciónVertido de residuos sólidos Residuos sólidos: Escoria, Ceniza volante en polvo, Pirita, Depuración húmeda (sistema basado en Ca), Depuración seca, Inyección de cal secaMétodos de tratamiento de residuos sólidos: Deshidratación, Estabilización, FijaciónMétodos de colocación y utilización

32 Eliminación de partículasCenizasRegulación de las emisiones de partículas y equipamiento para su controlPrecipitadores electrostáticos secos (ESP): Caega, Recolección, Golpeado, Retirada de la ceniza, Características del combustible y cenizaDimensiones del precipitador: Distribución del flujo, Componentes del precipitador, Electrodos de descarga, Superficie colectora, Sistema de golpeo, Cerramiento, Tolvas, Control de la energíaAplicaciones y características funcionales: Energéticas, Industriales, Pulpa y papel, Mejora de

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las características funcionalesPrecipitadores electrostáticos Cámaras de sacos: Fundamentos operativos, Tipos de filtros de sacos, Tecnología del chorro de pulsos, Materiales de los sacos y soportes, TolvasColectores mecánicosDepuradores húmedos tipo VenturiOtros dispositivos: Filtro de lecho móvil granular, Filtro depurador electrostático Electroscrubber (CPC), Filtros de tubos cerámicosSelección del equipo

33 Control y eliminación de los NOxMecanismos de formación de los NOx: NOx térmico, NOx del combustibleEfectos del NOx sobre la salud y el medio ambiente: Ozono/huminiebla fotoquímica, Lluvia ácida, Partículas sólidas en suspensiónControl de las emisiones de NOx en generadores de vapor: Tratamientos previos a la combustión, Técnicas de combustiónTécnicas de postcombustión: Reducción selectiva no catalítica (SNCR) Reducción selectiva catalítica (SCR): Consideraciones de diseño, Catalizadores de metales ordinarios y aleaciones, Catalizadores de zeolita, Catalizadores de metales preciososConsideraciones sobre el amoniaco y estequiometría: Parrilla de inyección de amoníaco (AIG)Ubicación del sistema (SCR) en una unidad generadora de vapor

34 Control y eliminación de los SOxControl de los SOxDepuración húmeda (FGD): Diseño de depuradoresProcesos de (FGD) con caliza y con cal: Preparación del reactivo: Caliza, Cal. Secado y colocación de la lechada: Deshidratación primaria, Deshidratación secundaria de los subproductos de (FGD), Diagramas de flujo y balance de masa del proceso globalQuímica del depurador húmedo Características que refuerzan los aditivos, Aditivos para el control de incrustaciones,Medida del pHDepuradores secos: Química del depurador secoOtras tecnologías

35 Control medioambientalSituación de las tomas de muestrasMedidas del lado de humosMedidas de presión, caudal y temperaturaAparatos de medida de la presiónAparatos de medida de la temperatura. Pirometría óptica y de radiaciónPropiedades eléctricas: Termómetro de resistencia eléctricaTermopares. termopar encamisado. Hilos conductores en termopares. Unión calienteMedida de la temperatura de fluidos en tuberías. Medida de la temperatura de los tubos. Tubos de paredes de hogar Propiedades acústicasMedida del flujo térmico. Detección de incrustacionesMedida de la temperatura de los humos. Termopar de alta velocidadMedida de la temperatura del aislamiento y envolventes: Superficies aislantes externas. envolventes de aceroMedida del título y pureza del vapor. Obtención de la muestra de vapor. Método trazador de sodio. Método de conductividad eléctrica. Calorímetro de laminaciónMedida de caudales: ventajas e inconvenientes de cada tipo de medidor elemental

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36 Bibliografía

37 Indice

2 - Termodinámica técnica

La termodinámica (del griego θερμo-, termo, que significa "calor" y δύναμις, dinámico, que significa "fuerza") es una rama de la física que estudia los efectos de los cambios de la temperatura, presión y volumen de los sistemas físicos a un nivel macroscópico. Aproximadamente, calor significa "energía en tránsito" y dinámica se refiere al "movimiento", por lo que, en esencia, la termodinámica estudia la circulación de la energía y cómo la energía infunde movimiento. Históricamente, la termodinámica se desarrolló a partir de la necesidad de aumentar la eficiencia de las primeras máquinas de vapor

01 Sistemas termodinámicos Introducción a la Termodinámica.- Sistemas macroscópicos Ecuaciones de estadoSuperficies de estado Coeficientes de dilatación, piezotérmico y compresibilidadEcuación de estado de un gas perfectoExpresiones matemáticas que definen un gas perfectoRelación entre la unidad de masa y el mol.- Leyes de Dalton y Amagat

02 Gases reales Concepto de gas realEcuaciones de estado de los gases realesFluidos condensablesProyecciones de la superficie (p,v,T).- Diagramas de fasesFactor de compresibilidadCurva y temperatura de BoyleOtras ecuaciones del comportamiento de los gases realesAplicación de la ecuación del virial.- Ecuaciones cuadradasEcuaciones de estado cúbicasCorrelaciones generalizadas para gasesTécnicas de iteraciónFactor acéntricoMétodo gráficoMétodo analíticoCorrelaciones generalizadas para líquidos

03 Calor y trabajo Naturaleza física del calor.Capacidad calorífica y Calor específicoCalores específicos de los gasesTrabajo de expansión de un gas; casos particularesTrabajo de expansión en sistemas gaseosos; transformaciones reversibles e irreversibles El calor de reacción estándarEl calor de formación estándarEl calor de combustión estándar

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04 Primer Principio de la Termodinámica El Primer Principio y los sistemas cerradosBalance de energía de un sistema estacionarioEcuaciones energéticas de un sistemaCoeficientes calorimétricos de un sistema homogéneoTransformaciones adiabáticasTeorema de ReechTransformaciones politrópicas; índice de politropíaTransformaciones a volumen constanteTransformaciones a presión constante; concepto de entalpíaTransformaciones isotérmicasTrabajo de rozamiento

05 Aplicaciones del Primer Principio a sistemas abiertosEnergía de una corriente fluidaEnergía almacenada en un sistema abiertoBalance energético de un sistema aisladoEcuación energética de un fluido en régimen estacionarioProcesos de calentamiento y enfriamientoProcesos en tubos aislados, toberas y difusores Turbinas y compresores Efecto Joule Kelvin; líneas isoentálpicas y curva de inversiónEcuación de Bernoulli Formulación de Saint.-VenantFormulación de TorricelliFormulación de Navier para expansión isotermaFormulación de Weisbach y GrashoffFormulación de Zeuner Flujos no estacionarios

06 Segundo Principio de la Termodinámica Transformaciones monotermasTransformaciones cíclicas con dos fuentes térmicasCiclo de CarnotFunción entropía.- Teorema de ClausiusVariación de la entropía en procesos reversiblesEntropía de una mezcla de gases idealesDiagrama entrópico; aplicacionesCiclo de Carnot en el diagrama entrópicoAprovechamiento de un salto térmico; ciclos con irreversibilidades térmicas externas; ciclo de Carnot Energía utilizable en las transformaciones cíclicasCiclos con irreversibilidades internas

07 Leyes del equilibrio de las transformaciones reales Sistemas térmicamente aisladosSistemas a temperatura y volumen constantesSistemas a presión y temperatura constantesTrabajo técnicoEcuaciones de MaxwellPotencial químicoEcuación de Clausius.-ClapeyronCambios de fase de Primer Orden

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Cambios de fase de Segundo Orden; ecuaciones de EhrenfestAplicaciones conjuntas de los dos Primeros Principios Termodinámicos

08 Rendimiento y exergía RendimientoCoeficiente de calidad, rendimiento mecánico y totalDeterminación del coeficiente de calidad mediante el diagrama entrópicoPotencia indicada, potencia útil, consumo de combustible y coste de la energía producidaConcepto de ExergíaConcepto de medio ambienteConcepto de estado muertoCálculo de la exergíaBalance de exergía para sistemas cerradosTransferencia de exergíaExergía de flujoBalance de exergía en un volumen de controlEficiencia exergética en turbinasEficiencia exergética en bombas y compresoresEficiencia exergética en intercambiadores de calor de superficieEficiencia exergética en intercambiadores de calor de mezclaEjemplos

09 Flujo compresible Relaciones entre el coeficiente adiabático y la velocidad del sonido en un fluido compresibleFormulación de HugoniotDerrame por toberasCondiciones críticasEstudio de una corriente fluida en una tobera LavalPerfil de una tobera por el método gráfico de KolbFlujo isoentrópico de un gas perfectoOnda de choque normalOnda de choque normal en conductosLíneas de Rayleigh y FannoOtras expresiones de las líneas de Rayleigh y Fanno, en coordenadas (i-s)Línea de FannoLínea de RayleighFlujo adiabático en conductos de sección constante, con rozamientoBloqueo debido a la fricciónFlujo sin rozamiento por el interior de conductos con transferencia de calorFlujo isotermo permanente en tuberías largasTablas de Rayleigh y Fanno

10 Ciclos de máquinas térmicas que funcionan con gasCiclo de CarnotCiclos de igual rendimiento al de CarnotCiclo StirlingCiclo EricssonCiclos de turbinas de gasTurbina de combustión interna; ciclo de AtkinsonTurbina de combustión interna; ciclo BraytonCiclo Otto.-Beau de Rochas de aire estándarMotor de 2 tiemposTrabajo de compresiónTrabajo de expansiónPar motorTemperatura y presión alcanzados por la combustión

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Ciclo Diesel de aire estándarCiclo Semidiesel.-SabatheAnexo.- Gasolinas

11 Propiedades termodinámicas del vapor de aguaEstudio de los fluidos condensablesEstudio calorimétrico del vapor de aguaDiagrama de IzartDiagrama de Mollier

12 Ciclos de máquinas térmicasCiclo de CarnotCiclo Rankine; irreversibilidadesCiclo Rankine con sobrecalentamiento y recalentamientoCiclos de regeneraciónTemperaturas óptimas de extracciónCiclos binariosExpansión en cilindros de trabajoCiclos Compound

13 Ciclos de refrigeraciónTécnicas y sistemas de producción de fríoCoeficientes de efecto frigoríficoMáquinas frigoríficas de aire; ciclo teóricoCiclos realesCiclo de gas con regeneradorCiclo de Carnot de un fluido condensableMáquinas frigoríficas de fluidos condensables.- Ciclos con expansión isentálpicaCompresión en régimen húmedoCompresión en régimen secoSistemas de multicompresión con refrigeración intermediaCompresión múltiple directaFormas de obtener el enfriamiento intermedioRefrigeración intermedia exteriorInyección parcial de fluido frigorígenoInyección directa de fluido frigorígenoSistemas de doble compresión y expansión con enfriador intermedio y separador de líquido Enfriador intermedio de tipo cerrado con ciclo de inyección parcialEnfriador intermedio de tipo abierto con ciclo de inyección totalCompresoresSistemas de compresión múltiple indirecta; refrigeración en cascadaExpansión múltipleCompresión simpleCompresión doble directaCiclos con doble laminación; separador de líquido y refrigeración exteriorCiclo con doble laminación y barboteo y refrigeración exteriorPrincipio de funcionamiento de la bomba de calorProducción simultánea de frúío y de calorBomba de calor asistida por colectores solaresMáquinas frigoríficas de eyectorFrigoríficos de absorciónFrigorífico Servel.-ElectroluxRefrigeración solar por absorciónBomba de calor por absorción

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14 CriogeniaEl fenómeno de la estrangulaciónCurvas y coeficiente de inversiónDeterminación del calor específico a presión constante de un gasAplicación del efecto Joule.-Kelvin a la ecuación de Van der WaalsLicuación de gasesLicuación del aire por el método LindeProceso Linde con presión intermedia supercríticaProceso Linde con presión intermedia subcríticaLicuación por el método ClaudeANEXO - Tratamiento industrial del aire (Antecedentes históricos)El aireEfecto Joule-ThomsonExpansión con trabajo esteriorFundamentos y técnica de la destilaciónInstalaciones industrialesProcedimiento HampsonProcedimiento LindeProcedimiento ClaudeProcedimiento HeylandProcedimiento FraenklSeparación de oxígeno y nitrógeno por vía químicaGases nobles

15 Ciclos de aire acondicionadoCondiciones de ventilaciónAire húmedoPunto de rocíoHumedad relativaTablas de propiedades termodinámicas del aireHumedad específicaGrado de saturaciónEntalpía del aireEntalpía del aire húmedo y del aire secoEntalpía del aire por debajo del punto de rocío, y del punto de congelaciónPeso del aire seco y del aire húmedoPsicrómetrosDiagrama de Mollier del aire húmedoMezcla de una corriente de aire y otra de agua pulverizada en régimen permanenteProceso de saturación adiabáticaMezcla adiabáticaTransformaciones del aire húmedoProcesos de acondicionamiento de aireCarga térmica de un localCalentamiento y refrigeración del aire sin variación de la humedad específicaEnfriamiento con deshumidificaciónDeshumidificación con calentamientoEnfriamiento por evaporaciónCalentamiento con humidificaciónTorres de enfriamientoEquipos de aire acondicionadoInstalaciones de aire acondicionadoCálculo de instalacionesAcondicionamiento de aire en invierno sin recirculaciónAcondicionamiento de aire en invierno con recirculaciónAcondicionamiento de aire en verano sin recirculaciónAcondicionamiento de aire en verano con recirculación

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16 CombustiónBalances de materia en las combustiones completas; reacciones químicasCaracterísticas de los combustiblesCalores de reacción y potencia caloríficaCombustión estequiométricaCálculo del poder comburívoroVolumen de aire mínimo por Kg de combustibleCálculo del poder fumígenoFormulación empíricaCombustión con exceso o con defecto de aireCoeficiente de exceso de aireVolumen total de los gases de combustiónDiagrama de OstwaldEstudio de las isolíneas del Diagrama de OstwaldUtilización del diagrama de OstwaldConstrucción del diagrama de OstwaldAnexo, Problemas

17 Tablas de propiedades termodinámicas y bibliografíaConstantes termodinámicas del vapor de agua húmedo y recalentado (temperaturas, presiones, volumen, entalpía, entropía). Propiedades termodinámicas del refrigerante Freón 12 y 22 (Vapor húmedo y recalentado). Constantes termodinámicas del dióxido de azufre, del vapor de mercurio, del vapor de amoniaco y del dióxido de carbono. Diagrama de Izart del vapor de agua. Diagrama de Mollier del vapor de agua. Diagrama T-W del aire. Diagrama psicrométrico del aire. Diagrama T-S del amoniaco. Diagrama T-S del dióxido de Carbono. Diagrama P-I del dióxido de Carbono. Diagrama P-I del refrigerante 134A. Diagrama P-I del Freón 12 y 22.

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3.1 - Energía Termosolar

01 Radiación solar en la superficie terrestre La constante solarDistribución espectral de la radiación solar extraterrestreInstrumentación para la observación del flujo solar: Heliógrafos, Pirheliómetros, Piranómetros, Albedómetros, Pirradiómetro diferencial o bilanmetroConcepto de masa atmosféricaAtenuación de la radiación solar directa: Difusión, AbsorciónCaracterísticas de la radiación solar directaMovimiento de la TierraDefinición de parámetrosRelaciones trigonométricasFlujo energético solar sobre la superficie terrestreCálculo de valores medios de la radiación solarClasificación climática basada en el mapa de clima de TrewarthaClasificación de la vegetación basada en el mapa de KüchlerRadiación solar sobre superficies inclinadasComponente directa, Componente difusa, Albedo, Radiación totalRadiación total sobre una superficie horizontalEnergía total recibida durante un día de cielo claroEfecto de la orientación y movimiento de la superficie receptoraTablas de radiación e insolaciónAplicaciones numéricas

02 Propiedades ópticas de materiales utilizados en procesos térmicos de energía solarAbsortancia y emitanciaCaracterísticas de la radiación de materiales opacosReflexión en superficiesReflectancia angular hemisféricaRelaciones entre absortancia, emitancia y reflectanciaSuperficies selectivasAbsorbentesTransmisión a través de medios transparentesReflexión interfacialTransmitancia de la cubierta para la reflexiónAbsorción de la radiación solar en medios parcialmente transparentesTransmitancia de la cubierta para la absorciónProducto transmitancia-absortanciaDependencia espectral de la radiaciónEfecto del recubrimiento de superficies respecto a la transmitanciaMateriales reflectoresModelo de espejo reflectante

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03 Colectores de placa planaEcuación básica del balance energético en colectores de placa planaPérdidas de calor del colectorAnálisis del circuito térmico de un colector con dos cubiertasCoeficientes de transferencia de calor por convección utilizados en colectores solares planos Correlaciones del coeficiente global de pérdidas UcDistribución de temperaturas en los tubos y factor de eficiencia del colector; aletas Tipos de captadores y aplicacionesTemperatura media de la placa en régimen estacionarioTemperatura media de la placa en régimen transitorioOtras configuraciones geométricas del colectorFactor de eficiencia y rendimiento de colectores de tubo y placa absorbenteFactor de eficiencia de colectores para aire acondicionado

04 Colectores de concentración de media temperaturaTipos de concentradoresÁngulo de incidencia formado por los vectores n y sEstigmatismoConsideraciones geométricas sobre el colector de superficie reflectante esféricaNefroideFenómeno de comaSistema S.R.T.A.Consideraciones geométricas sobre el colector parabólico de revoluciónCálculo de la concentraciónPérdidas energéticas debidas a la geometría de la parábolaConcentración efectivaTemperaturas obtenidas en un horno solarConsideraciones geométricas sobre los colectores cilíndrico-parabólicosEnergía útil sobre el receptor; pérdidas térmicasPérdidas ópticasDistribución del flujo normal sobre el receptor cilíndrico parabólicoDistribución del flujo normal sobre el receptor en concentradores parabólico de revoluciónOtros tipos de concentradoresEvolvente de círculoConcentrador parabólico compuestoConcentradores troncocónicosRendimiento térmico de un colector cilíndrico parabólicoEfectos de la capacidad térmica Rendimiento experimental de los colectores de concentración (CP)Optimización del colector para la obtención de máxima energíaMateriales y construcción de los reflectores

05 Almacenamiento de energía solar; calefacción y refrigeraciónCargas del proceso y aportaciones del colector solarAlmacenamiento de energía en los sistemas de procesos solares Almacenamiento por calor sensible para el agua Balance energéticoDepósito estratificadoAlmacenamiento de N seccionesAlmacenamiento en lecho de rocasAlmacenamiento de energía con cambio de fase Capacidad de los medios de almacenamiento Métodos alternativos de almacenamientoSistemas de calefacción solarColectores y depósitos de almacenamientoCargas y dimensionado de sistemasEnergía auxiliar

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Distribución del flujo en los colectoresTemperaturas ambientales bajo ceroCalefacción solarSistemas de calefacción solarSistemas de calefacción de aireSistemas de calentamiento de agua sanitariaRefrigeración solar por absorciónSistemas de captación y almacenamiento de calor en murosSistemas de colector radiador y almacenamientoSistemas con bomba de calor y radiador colector

06 Centrales termosolares y orientación de heliostatosReceptoresEl campo concentradorConsideraciones geométricasRealidades y proyectosOrientación de heliostatosMovimiento aparente del solLocalización de los heliostatos en el concentradorOrientación de los espejosOrientación espacial de los espejosOrientación temporal de los espejos

07 Sombras y apantallamientosSombras proyectadas sobre el plano del terrenoSombras proyectadas sobre la superficie de un espejo vecino paraleloEfecto coseno Sombras sobre anillos de espejos de anchura LSombras sobre heliostatos individuales

08 Concentradores circulares con receptor central simétricoCaracterísticas generales de los concentradores de heliostatosReceptor puntualSuperficie especular efectivaRendimiento del concentrador con receptor puntualCaracterísticas ideales de los concentradores circulares y continuos, con receptor puntualCurvas de igual rendimiento especularCurvas de igual superficie efectiva normalizadaCurvas de igual superficie efectiva en función del tiempo Consideraciones sobre receptores puntuales Receptores no puntualesDisco plano horizontalSemiesferaTronco de cono invertidoCilindro vertical

09 Configuración geométrica de receptores para centrales termosolaresFactor de dispersión angular del cono solar reflejado por un heliostatoImagen solar sobre un plano tangente al receptor reflejada por un espejo cualquieraReceptor disco plano horizontalReceptor cilíndrico verticalDensidad de flujo energético en el receptor

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Receptor disco plano horizontalReceptor cilíndrico vertical

10 Receptor cilíndrico verticalDDimensiones del receptor cilíndrico verticalDistribución del flujo solar sobre un receptor cilíndrico vertical

11 Distribución de energía sobre un receptor cilíndrico verticalDistribución del flujo solar reflejado sobre el receptorDistribución del flujo solar sobre el receptor, al modificar el punto de enfoque para diversos anillos

12 Diseño de un receptor de energía solar de 200MWPérdidas de energía en el concentradorComponentes del receptor de energíaPérdidas térmicas en el receptorFuncionamiento de los tubos vaporizadores y recalentadoresEnergía disponible en los tubosConductividad térmica de los tubosCoeficiente de convecciónVelocidad de entrada del agua en los tubosProceso de calentamiento-evaporaciónProceso de recalentamientoCiclo termodinámico RankinePotencia desarrollada por la turbina de trabajoPerdida de potencia en los dispositivos auxiliares de bombeo

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3.2 - Energía geotérmica

Se obtiene energía geotérmica por extracción del calor interno de la Tierra. En áreas de aguas termales muy calientes a poca profundidad, se perfora por fracturas naturales de las rocas basales o dentro de rocas sedimentarios. El agua caliente o el vapor pueden fluir naturalmente, por bombeo o por impulsos de flujos de agua y de vapor (flashing).

El método a elegir depende del que en cada caso sea económicamente rentable. Un ejemplo, en Inglaterra, fue el "Proyecto de Piedras Calientes HDR" (sigla en inglés: HDR, Hot Dry Rocks), abandonado después de comprobar su inviabilidad económica en 1989. Los programas HDR se están desarrollando en Australia, Francia, Suiza, Alemania. Los recursos de magma (rocas fundidas) ofrecen energía geotérmica de altísima temperatura, pero con la tecnología existente no se pueden aprovechar económicamente (aún) esas fuentes.

01 Fundamentos de geotermiaIntroducción, transferencia de energía térmica a través de la corteza terrestre, naturaleza de los recursos geotérmicos, mecanismos de transmisión de calor, yacimientos geotérmicos, puesta a punto de la geotermia, doblete hidrotérmico, impacto ambiental

02 Aplicaciones de la geotermiaUtilización de la energía geotérmica, yacimientos de baja, media y alta entalpía, Aplicaciones

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3.3 - Energía del mar

La energía mareomotriz es la que resulta de aprovechar las mareas, es decir, la diferencia de altura en media de los mares según la posición relativa de la Tierra y la Luna, y que resulta de la atracción gravitatoria de esta última y del Sol sobre las masas de agua de los mares. Esta diferencia de alturas puede aprovecharse interponiendo partes móviles al movimiento natural de ascenso o descenso de las aguas, junto con mecanismos de canalización y depósito, para obtener movimiento en un eje.Mediante su acoplamiento a un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad, transformando así la energía mareomotriz en energía eléctrica, una forma energética más útil y aprovechable. Es un tipo de energía renovable limpia.

01 Centrales maremotricesEl fenómeno de las mareas: ondas semidiurnas y diurnasAnálisis armónico de las mareasEnergía potencial de las mareasCiclos de funcionamiento de las centrales maremotricesCiclos con turbinas de simple efectoCiclos con turbinas de doble efectoCiclos de acumulación por bombeoCiclos múltiplesProyectos y realizaciones: Estudio de viabilidad, Tendencias, Aspectos económicos, Antecedentes, Ventajas y Desventajas, Central del Rance, Central de Kislaya. (Kislogubskaya), Central de la bahía de Fundy, Proyecto de las islas Chausey (Bahía de Saint Michel), bahía de Kislaya, bahía de Mezen, bahía de Fundy, bahía de Tugur, bahía de Penzhinsk, estuario del Severn, Golfo de San JoséGrupos con el alternador en el exterior, Grupos con el alternador en la periferia, Grupos con el alternador en el interior, Los pequeños y medianos bulbosTrazado hidráulico de los grupos Bulbo, El tubo de aspiración, Conductos, Cavitación, Potencias específicas, Potencia del alternador, Consideraciones ambientales, ParámetrosLa central maremotriz del Rance: Funcionamiento, turbinas y alternadores, Compuertas, Puesta en marcha, Ensayos, Caudales, Entorno de la central

02 Corrientes marinasAprovechamiento de la energía de las corrientes marinas: Técnicas de captación, Rotores axiales y de flujo cruzado , Potencia extraible, Proyecto UE-Joule CenexProyectos Seagan I, II, IIIEstudio de viabilidad para las Islas Orkney y ShetlandTecnología: Turbinas de flujo axial , Turbinas de flujo cruzado, Turbinas de flujo cruzado

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Turbinas en conductos: modelos Bluenergy y HydroventuriProyectos Hidromatric, Hydrolienne, Lunar Energy, Hydrovisión, Openhydro, Stingray, Sea SnailUltima generación de turbinas para corrientes de marea

03 Energía de las olasClasificación de las olas: Ondas estacionarias y transitorias o progresivas, olas libres y forzadas

Comportamiento y características de las olas generadas por el vientoTeoría de olas lineal: Desplazamiento vertical de la ola, Periodo, Longitud de onda, Velocidad de traslación, Rotura de la ola, Energía de la ola, Potencia de la olaTeoría de ondas no lineal: Teoría de Stokes, Teoría de la onda solitaria, tsunamiEl oleaje real: Potencia, Espectro ISSC, ecuaciones de Hogben y Lumb, Bretschneider-Mitsuyasu, Bretschneider-Mitsuyasu, Pierson-Moskowitz, Nath, Modificación de la energía de las olas: Refracción, Reflexión, Difracción. EjemploEvolución de las olasObservación y medida del oleajeEfecto antena

04 Técnicas que aprovechan la energía de las olasGeneradores de la energía del oleaje OWCs: Conversión primaria y secundariaCaracterísticas de los OWCs: Totalizadores o terminadores, Atenuadores y Absorbedores puntualesTécnicas de utilización energética del oleaje: Empuje de la ola, Variación de la altura de la superficie de la ola, Variación de la presión bajo la superficie de la olaOWC Rectificador Russel, OWCs Mecánicos (Sistemas de bombeo), OWC de Unión Fenosa, OWC Péndulo, OWC Tapchan, Sistemas de bombeo: OWC Bomba de manguera, Bomba de pistón, OWC Bomba McCabeSistemas hidráulicos: OWC Frog, OWC Duck o Pato Salter, OWC Cilindro Bristol, OWC Raft o Balsa Cockerell, OWC Pelamis, OWC Rompeolas sumergidoSistemas neumàticos: OWC Clam, OWC Columna oscilante, Turbinas Wells, Mc Cormick, Babinsten, FilipencoProyectos y prototipos de OWCs neumáticos: OWC NEL, OWC de la isla de Islay, ART Osprey, OWC Kvaerner (Noruega), OWC de Madras (India), OWC Boya Masuda, OWC Sanzei (Japón), OWC Buque Kaimei, OWC Sakata, OWC de Kujukuri, OWC Kvaerner de Tongatapu, OWC de Pico, OWC Mighty Whale, OWC EnergetechAtenuadores : OWC Bolsa de Lancaster, (Airbag)

05 Técnicas que aprovechan la energía de las olas (II)GAbsorbedores puntualesSistema de ósmosis inversaBoyas flotantes, OWC SperboytmOWC WaveMasterOWC DragonOWC SSGOWC Power Pyramid, multidepósitoOWC WaveplaneOWC Archimedes, AWSOWC FO3 de Fred Olsen LdaOWC Wave Star Nissum BredninOWC Floating Wave Power VesselSistemas de generación y almacenamiento de energía eléctrica Generación en altamarSistemas de transporte energéticoSupervivencia de los OWCs , a tormentas y mareasConsideraciones económicas, valoración, comparación, previsiones para el futuro

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06 Conversión de la energía térmica del océanoVariación de la temperatura con la profundidadSistemas C.E.T.O.Características de la energía térmica de los océanosAntecedentes históricos, Realizaciones y proyectosFundamentos del aprovechamiento de la energía maremotérmica: Sistemas de ciclo abierto tipo Rankine, Sistemas de ciclo cerrado, Sistemas híbridosZonas de instalación y componentesPlantas ficticias de amoniaco y aluminio de 100 MWImpacto ambiental

3.4 - Energía eólica

Energía eólica es la energía obtenida del viento, o sea, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transformada en otras formas útiles para las actividades humanas.

El término eólico viene del latín Aeolicus, perteneciente o relativo a Eolo, dios de los vientos en la mitología griega. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas.

En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmete para producir energía eléctrica mediante aerogeneradores. A finales de 2007, la capacidad mundial de los generadores eólicos fue de 94.1 gigawatts.1 Mientras la eólica genera alrededor del 1% del consumo de electricidad mundial,2 representa alrededor del 19% de la producción electrica en Dinamarca, 9% en España y Portugal, y un 6% en Alemania e Irlanda (Datos del 2007).

01 Fuentes eólicasAntecedentes históricosCirculación general. Tipos de vientosVelocidad del viento. Ley exponencial de HellmannEnergía útil del vientoCurvas de potenciaRepresentación estadística del viento. Distribuciones de Rayleigh y Weibulll

02 Fundamentos aerodinámicos de las máquinas eólicasFuerzas sobre un perfilPolar de un perfilFuerzas de arrastre y ascensional en perfiles fijosAcción del viento sobre el perfil, potencia y rendimientoNomenclatura de perfilesFuerzas de arrastre y ascensional en perfiles móvilesFuerzas de par y axial. Par motorRendimiento aerodinámico de las hélicesPotencia y par motor máximosModelo teórico de BetzRotor multipala. Fuerza axial de una hélice multipalaCálculo de la fuerza de par y del par motor

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Teoría turbillonaria de hélices eólicasOptimización de una central eólica

03 Cargas, orientación y regulaciónMáquinas eólicas de eje horizontal y de eje verticalAerogeneradores de eje horizontal. Cargas que actúan sobre el rotor. VibracionesMateriales de construcciónDimensionado de las palasSistemas clásicos de regulación de la velocidad de giroMecanismos de orientaciónTendencias actuales en el diseño de la altura de la torre y diámetro del rotorTorres flexibles y torres rígidasTendencias actuales en el diseño del aerogenerador: Paso variable y paso fijo. Velocidad variable y velocidad fija. Deslizamiento variableVelocidad variable con generador de inducción doblemente alimentadoVelocidad variable con generador síncrono multipolo.

04 Parámetros de diseñoParámetros prácticos utilizados en el diseño de máquinas eólicasRelación de velocidad periférica TSR.Relaciones prácticas entre Cx y CyFactor de actividadRendimiento aerodinámicoCoeficiente de parDimensionado de un rotor eólico: Área frontal barrida por la pala, tamaño de las palas (coeficiente de solidez) Resistencia aerodinámica del rotor: Fuerza centrífugaResistencia aerodinámica de la pala: Momento flector de la palaMomento de torsión del eje de giroDiseño y cálculo simplificado de aerogeneradores eólicos rápidos de eje horizontal: Diámetro del rotor, Acoplamiento rotor eólico-generador eléctrico, Solidez y número de palas, Perfil de la palaCálculo del coeficiente ascensional máximoLongitud de la cuerda, y cálculo de la relación (R/L) de la palaCorrección del ángulo de incidenciaCálculo del ángulo de calajeDiseño y cálculo simplificado de aerogeneradores eólicos lentos de eje horizontal.- Molinos multipalaDescripción y posibilidades de los aerogeneradores de eje vertical: Anemómetros, Aerogeneradores Savonius y DarrieuxOtros tipos de máquinas eólicas: Difusores, Alas delta, Generador Andreu-Enfield, Sistemas tipo tornado, Chimenea eólico-solar, Rotor Savonius con difusor

05 Prototipos históricos de los aerogeneradores americanos y europeosEl programa americano: Aerogenerador Smith-Putnam de 1,25 MWAerogenerador eólico de 6,5 MW de Percy ThomasAerogenerador experimental MOD 0 de 100 kWAerogenerador MOD 1 y MOD 2Aerogeneradores experimentales de 4, 6,2 y 7,5 MWFinlandia, Rusia, Hungría, Holanda, Italia, SueciaDinamarca: Aerogenerador de Tvind, NIBE, Volund, Kurian, Holger Danske y Dansk VindkraítAlemania: Aerogeneradores Growian de 265 kW y 3 MWFrancia: Aerogenerador Andreau Enfield, Best Romani de Noi-le-Régent de 800 kW, Neyrpíc de 132 kW y de 800 kW de St. Rémy des Landes (Manche), Aerowatt , Enag y Aeroturbine

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Inglaterra: Aerogenerador de Smith (Isla de Man), Aerogenerador de 3,7 MW en las islas OrkneyEspaña: Actualización al año 2000. Parques eólicos de La Muela (Zaragoza), Estaca de Bares (La Coruña), Cabo Creus (Gerona), Monte Ahumada (Cádiz), Cabo VillanoAerogenerador AE20.Condiciones de venta a la redProyectos utópicos, Heronemus, Edgar Nazare, Aurora, Heidmann, Valioukine, Obert, Herter

06 Aerogeneradores modernosOpciones de diseño en generadores y conexión a redOpciones de velocidades del generador: Velocidad constante, Velocidad prácticamente constante y Velocidad variable. Sistema de refrigeraciónSistemas de control. Velocidad de la aeroturbina:- Funcionamiento por variación del ángulo de paso ("Pitch control")- Control por pérdida aerodinámica (“Stall control”)- Control activo por pérdida aerodinámica (“Active stall control”)Control de la potenciaAerogeneradores de velocidad constante. Comportamiento respecto a la redAerogeneradores de velocidad variable:- Con control pitch, equipados con generador asíncrono de rotor devanado y convertidor electrónico entre el rotor y la red. Comportamiento respecto a la red- Con control de paso de pala, equipados con generador síncrono, acoplados directamente al eje de la turbina ó a través de una caja multiplicadora. Comportamiento respecto a la redConexión rotor-alternadorSistemas de conexión a la red:- Conexión indirecta de aerogeneradores a la red- Generación de corriente alterna (AC) a frecuencia variable- Conversión a corriente continua- Conversión a corriente alterna de frecuencia fija- Filtrado de la corriente alterna- Ventajas de la conexión indirecta a red; velocidad variable- Desventajas de la conexión indirecta a redComportamiento ante los huecos de tensión: Generador jaula de ardilla, Generador asíncrono doblemente alimentado y Generador síncrono de velocidad variableOtros componentes: Controlador electrónico de la turbina eólica, Comunicación con el exterior, Comunicaciones internas, Mecanismos de autoprotección, Estrategias de control, Control de la calidad de la potencia en aerogeneradores, Control de la potencia reactiva, Compatibilidad electromagnéticaAnexos: Aeroturbinas con generadores síncronos, Sistema de acoplamiento directo aeroturbina-generador síncrono, Cambio de la velocidad de rotación del generadorAeroturbinas con generadores asíncronos (inducción): El rotor de jaula de ardilla, como motor y como generador, Deslizamiento del generador. Cambio del número de polos del generador. Generador de número de polos variable, dos velocidades. Generadores de deslizamiento variableNomenclatura y esquemas eléctricos y electrónicos

07 Parques eolicosConcepto de parque eólicoImpacto ambiental de los aerogeneradores eólicos:Efectos meteorológicos sobre el microclima, Efectos sobre la fauna y flora, Ruido, Interferencias con ondas de televisión y radiocomunicaciones, Consumo de energía, Seguridad y utilización del terreno, Protección contra el rayoFormas de conexión de parques eólicos a la red eléctrica:- Aerogeneradores con máquina de inducción doblemente alimentada y red de MT- Aerogeneradores con máquina de inducción y compensación de reactiva centralizado

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- Aerogeneradores con control de velocidad individual a través de una red interna de continua- Aerogeneradores sin control de velocidad individual con una red interna de continuaEfectos de la conexión de un parque eólico a la red eléctricaVariación de la tensión en la conexión de los aerogeneradoresParques off-shoreAerogeneradores flotantes

08 Evolucion de los molinos eólicos

09 Indice eólica

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4 - Ingeniería térmica y de fluidos

Las ecuaciones que rigen toda la mecánica de fluidos se obtienen por la aplicación de los principios de conservación de la mecánica y la termodinámica a un volumen fluido. Para generalizarlas usaremos el teorema del transporte de Reynolds y el teorema de la divergencia (o teorema de Gauss) para obtener las ecuaciones en una forma más útil para la formulación euleriana.

Las tres ecuaciones fundamentales son: la ecuación de continuidad, la ecuación de la cantidad de movimiento, y la ecuación de la conservación de la energía. Estas ecuaciones pueden darse en su formulación integral o en su forma diferencial, dependiendo del problema. A este conjunto de ecuaciones dadas en su forma diferencial también se le denomina ecuaciones de Navier-Stokes.

No existe una solución general a dicho conjunto de ecuaciones debido a su complejidad, por lo que para cada problema concreto de la mecánica de fluidos se estudian estas ecuaciones buscando simplificaciones que faciliten la resolución del problema. En algunos casos no es posible obtener una solución analítica, por lo que hemos de recurrir a soluciones numéricas generadas por ordenador. A esta rama de la mecánica de fluidos se la denomina mecánica de fluidos computacional

01 Principios básicos de transferencia de calorTransmisión de calor por conducción: Pared plana y Paredes planas en serieAnalogía eléctrica de la conducción: Paredes en paralelo y Resistencia de contactoConductividad térmica: Coeficientes de conductividad térmica para las aleaciones. Conductividad térmica en líquidos gases y vaporesTransmisión de calor por convecciónTransmisión de calor por radiaciónMecanismos combinados de transmisión de calorAnexo sobre aislantes térmicos

02 Conducción unidireccional estacionariaEcuación fundamental de la transmisión de calor por conducciónConducción en un cilindro sin generación de energía

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Espesor de aislamiento crítico para un cilindro; número de BiotPared esférica sin generación de energíaConducción monodimensional en régimen estacionario con generación de energía: Pared plana. Placa plana rodeada por un fluido convector. Pared cilíndrica. Pared cilíndrica rodeada con una vaina

03 Conducción estacionaria en dos o más dimensionesConducción de calor en función de dos o más variables independientes. Método analíticoConducción en régimen permanente en placas rectangulares: Placa rectangular con distribución de temperatura en una arista y nula en las demásPlaca con un borde a temperatura uniformePlaca rectangular con distribución de la temperatura en dos bordes opuestosDistribución de temperaturas en más de una superficie de contornoCondición de contorno de convecciónConducción en un cilindro circular de longitud finitaTablas de Funciones de Bessel J0(x) y J1(x)Distribución de temperaturas en secciones rectangulares, paralelepípedos, cilindros y tubosMétodo gráficoFactor de forma para la conducción para diferentes geometríasMétodos numéricosMétodo de relajaciónEcuaciones para los residuos en el caso de nudos en los límitesMétodo matricialTécnicas de iteración

04 Condición de contorno de convección en sólidos infinitosTConducción transitoria en placa infinita, cilindro y esferaConducción transitoria en 2 y 3 dimensiones en tubosTransmisión de calor por conducción en régimen transitorio con generación de calor ETablas de Funciones de BesselFunciones de Bessel; fórmulas de recurrencia

05 Condición de contorno isotérmica en sólidos infinitosConducción transitoria en placa infinita, en pared cilíndrica infinita y en una esfera, con condición de contorno isotérmicaTransmisión de calor por conducción en régimen transitorio, con generación de calor E

06 Transitorios en sólidos semiinfinitosConducción transitoria en un sólido semiinfinitoCondición de contorno isotérmica y de convección en sólido semiinfinitoSólido semiinfinito sometido a un flujo térmico uniforme en su superficieContacto entre sólidos semiinfinitosSólido semiinfinito sometido a un pulso de energía en su superficieSólido semiinfinito con generación de calor y c.c. isotérmicaSólido semiinfinito con generación de calor y c.c. convecciónSólido semiinfinito sometido a una variación periódica de su temperatura superficialConducción transitoria en un sólido con resistencia térmica despreciablePared que se calienta por una cara y se mantiene en contacto con un fluido por la otra

07 Conducción en sólidos finitosConducción transitoria bidimensional y tridimensionalSistemas bidimensionales y tridimensionales

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Conducción transitoria en 2 y 3 dimensiones (c.c. isotérmica y c.c. convección)Transmisión de calor por conducción en régimen transitorio con generación de calor E

08 Método gráfico para transitoriosSoluciones numéricas a problemas de conducción monodimensional en régimen transitorioNudos interiores y periféricosEcuaciones térmicas de los nudos y condiciones de estabilidadAplicación del método gráfico a paredes compuestasResolución gráfica con choque térmico y con convección en la superficie

09 Superficies ampliadas Transferencia de calor en aletas de sección transversal constanteAleta muy largaAleta con su extremo libre aislado térmicamenteAleta con convección desde su extremo libreAleta entre dos paredes a temperaturas diferentesCampo de aplicación de las aletas rectas de sección uniformePerfil óptimoAletas de sección variableAleta anular de espesor constanteAleta longitudinal de perfil trapecialAleta longitudinal de perfil triangularPerfil óptimo de la aleta longitudinal de perfil triangularRendimiento de la aleta; casos particularesPerfiles de aletas longitudinales de perfil parabólicoProtuberanciasCoeficiente global de transmisión de calor de aletas en aire

10 Convección: capa límite térmica e hidrodinámicaEcuación diferencial de la transmisión de calor en un medio en movimientoCapa limite laminar en flujo sobre placa plana: polinomios de grado 2 y 3Espesores y caudales de la capa límiteEspesor de desplazamiento de la capa límiteEspesor de la cantidad de movimiento de la capa límiteEspesor de energía de la capa límiteCaudal de la capa límiteCaudal de la cantidad de movimiento de la capa límiteEcuación integral del impulso de la capa límite laminarCaudal de la cantidad de movimientoFuerza de arrastre.- Casos particulares con perfiles de segundo y tercer gradoEcuaciones de Prandtl de la capa límiteEcuación clásica de KàrmànEcuación integral de la energía de la capa límiteRelación entre los coeficientes de arrastre y convección en flujo laminar sobre placa planaCapa límite turbulenta para placa planaDesprendimiento de la capa límiteTabla de coeficientes de arrastre de algunos cuerpos y perfiles inmersos en una corriente fluida

11 Convección: flujo en conductosFlujo isotérmico en conductos circulares; Ec. de PoiseuilleRegión de flujo desarrollado hidrodinámicamenteFlujo en conductos no circulares circulares. Flujo laminar incompresible entre placas paralelasFluidos que circulan por tuberías en convección forzada en régimen laminar con flujo de calor constante

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12 Convección: analogías y análisis dimensionalAnalogía entre la transmisión de calor y la cantidad de movimiento en flujo turbulentoCapa límite térmica sobre placa plana. Conductividad térmica. Cantidad de movimientoExpresión general de la relación básica de la analogía entre el calor y la cantidad de movimiento Analogías de Reynolds, Prandtl, Von Karman y Colburn Diagrama de MoodyAnálisis dimensional. Teorema de Buckinghan. Ecuación general de resistenciaEcuación general de la pérdida de carga en una conducción cilíndricaMétodo básico de análisis dimensional

13 Correlaciones para la convección naturalCorrelaciones analíticas para la convección natural en placa plana verticalSolución integral en pared isotérmicaPlaca isotérmicaPlaca con flujo de calor constanteCorrelaciones para la convección natural en placasConvección natural, sobre placa verticalConvección natural sobre placa vertical a temperatura uniformeConvección natural sobre placa vertical con flujo de calor constanteConvección natural sobre placa inclinadaConvección natural en placa horizontal Convección natural entre placas horizontalesConvección natural entre placas verticalesConvección natural entre placas inclinadasCorrelaciones para la convección natural en tubosConvección natural sobre un tubo o un cilindro horizontalCorrelaciones para la convección forzada en placasFlujo laminar sobre placa plana horizontalFlujo laminar totalmente desarrollado entre placas planas paralelasFlujo turbulento sobre placa plana horizontal lisa; idem, sobre placa rugosaCorrelaciones para la convección forzada en el interior de tuberíasFlujo laminar por el interior de tuberíasFlujo turbulento desarrollado por el interior de tuberías (Ecuaciónes de Dittus-Boelter, Polley, Sieder y Tate, etc)Flujo turbulento no desarrollado por el interior de tuberíasFlujo turbulento de metales líquidos por el interior de tuberíasFlujo turbulento por un serpentín tubularCorrelaciones para la convección forzada por el exterior de tuberías Flujo paralelo turbulento por el exterior de un tuboFlujo paralelo turbulento por el exterior de tubos en batería (Diámetro hidráulico)Correlaciones para la convección forzada en esferasConvección natural y forzada combinadasCorrelaciones para la convección en flujos cruzadosFlujo cruzado en tubo único liso y en tubos en bateríaCorrelaciones para la convección de un flujo a través de un lecho compactoConvección natural entre cilindros concéntricosCorrelaciones para la convección natural en esferas. Esfera isotermaConvección natural entre esferas concéntricas

14 Condensación y vaporizaciónTransferencia de calor por condensaciónCondensación en forma de películaCondensación en película laminar sobre placas y tubos verticalesCondensación en película laminar sobre placas y tubos inclinados

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Condensación en película laminar sobre un tubo horizontalCondensación en régimen turbulentoEfecto de la velocidad del vapor en placas y tubos verticalesCondensación en régimen turbulento en el interior de tubos horizontalesCondensación en forma de gotasTransferencia de calor por ebullición de líquidos en reposoEvaporación en película descendente sobre una pared verticalEbullición nucleada en recipientes con un líquido en reposoEbullición en la superficie exterior de un hilo horizontal caliente sumergido en un líquidoEbullición de líquidos en flujo forzado en el interior de tubos horizontalesFenomenología de la evaporación en tubos verticalesGradiente de presión en el interior de tubos verticalesFormulación para la evaporación en tubos verticales

15 Intercambiadores de calor (Método de la LMTD)Tipos básicos de intercambiadores de calorIntercambiadores de paso simple 1-1Intercambiador de corrientes paralelas en contracorriente 1-2Intercambiador 2-4Intercambiador de flujos cruzadosCoeficiente U de transferencia térmica globalFactor de suciedadTransmisión de calor entre fluidos en movimiento, a temperaturas variables, a través de una paredTemperatura media logarítmica (LMTD)Factores de corrección de la (LMTD), para diversas configuraciones de intercambiadores

16 Intercambiadores de calor: método de la eficiencia (NTU)Eficacia de los intercambiadores de calor (NTU) Flujos paralelos en equicorrienteFlujos paralelos en contracorrienteValores de la eficiencia térmica para diversas configuraciones de intercambiadores de calor compactos

17 Radiación térmica: FundamentosFísica de la radiación. Concepto de cuerpo negro. Ley de Planck. Ley del desplazamiento de Wien. Ley de Stefan-BoltzmanFunciones de radiación Transmisión de calor por radiaciónFactor de forma de la radiación: Para dos superficies infinitesimales, Para una superficie finita y otra infinitesimal, Para dos superficies finitasPropiedades de los factores de forma. Álgebra de factores de formaEliminación de superficies cóncavasFactores de visión para tres superficies convexas generadas a lo largo de una rectaMétodo de las cuerdas cruzadasGráficas para la determinación de factores de forma en 2 y 3 dimensionesIntercambio radiativo entre superficies negrasIntercambio radiativo entre dos superficies negras y una refractaria. Temperatura de la refractariaFactor de forma generalIntercambio radiativo entre superficies grisesRecinto formado por dos superficies grisesRecinto formado por dos superficies grises especularesRecinto formado por dos superficies grises y una o varias pantallas de radiaciónRecinto formado por tres superficies grises, dos opacas y una refractariaTécnicas matriciales

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Superficies con temperaturas conocidasSuperficies con flujo neto de calor conocido

18 Radiación térmica en gasesRadiación a través de un medio transmisor y absorbenteTransferencia de calor entre dos superficies infinitas con un gas intermedioTransferencia de calor entre dos superficies finitas con un gas intermedioIntercambio radiativo entre un gas isotermo y un recinto negroIntercambio radiativo entre un gas isotermo y un recinto grisPropiedades radiativas de los gases. Emisividad de los gases. Longitud característica. Emisividad de una mezcla de gases. Absortividad de los gasesDeterminación práctica de la emisividadRadiación de nubes de partículas. Llamas luminosas. Llamas de carbón pulverizadoCálculos en hornos y hogaresMedida de temperaturas

19 Tablas

Problemas de ingeniería térmica y de fluidos

Régimen estacionarioParedes y tubos, cilindros, esferas, calderas, aislantes, chimeneas, elementos finitos, superposición, tanques, hornos

Régimen transitorioPlacas, paredes, termopares, templado, hornos, laminación, recuperadores, corrientes de aire, cojinetes, tratamientos térmicos

ConvecciónAceites, refrigeración, calefacción, capilares, paredes, calderas, tubos

CombustiónCalderas, instalaciones térmicas, hidrocarburos

AletasAnulares, protuberancias, radiadores, geometrías longitudinales y transversales, calefacción, termopares

Intercambiadores de calorFlujo cruzado, contracorriente, carcasa y tubos, eficiencia, LMTD

RadiaciónEmisividad, factor de visión, factor de forma, cuerpor negros, superficies grises

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5 - Bombas

Una bomba es una máquina hidráulica generadora que transforma la energía (generalmente energía mecánica) con la que es accionada en energía hidráulica del fluido incompresible que mueve. El fluido incompresible puede ser líquido o una mezcla de líquidos y sólidos como puede ser el hormigón antes de fraguar o la pasta de papel. Al incrementar la energía del fluido, se aumenta su presión, su velocidad o su altura, todas ellas relacionadas según el principio de Bernoulli. En general, una bomba se utiliza para incrementar la presión de un líquido añadiendo energía al sistema hidráulico, para mover el fluido de una zona de menor presión o altitud a otra de mayor presión o altitud

01 Bombas centrífugas Introducción y funcionamientoTriángulos de velocidades y alturas a considerar en las bombas centrífugasPar motorEcuación general de las bombas centrífugasSalto total máximoCurvas características de las bombas centrífugasPotencia de una bomba centrífugaPotencia hidráulica total cedida al liquido bombeado

02 Semejanza y clasificación Relaciones de semejanza geométricaNúmero de revoluciones específicoNúmero específico de revoluciones en función de las características de la bomba; clasificación Semejanza en bombas para campos gravitatorios diferentesAplicación del análisis dimensional a las bombas centrífugasOtras clasificaciones de bombas centrífugasBombas radiales, axiales y diagonales

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Bombas de impulsor abierto, semiabierto y cerradoBombas horizontales y verticales

03 Alabes, grado de reacción y cavitación Cálculo del número de álabes Coeficiente de influencia del nº de álabesGrado de reacción de un rodete impulsor; alturasCavitación en bombas centrífugasAltura neta de entrada disponibleAltura neta de entrada requeridaAltura de aspiraciónCoeficiente de ThomaInfluencia de la cavitación en los parámetros de entradaDiámetro óptimo a la entrada del rodetePresión absoluta de entradaNúmero de revoluciones admisible máximoVelocidad específica de aspiraciónDeterminación experimental del NPSHrCaudal mínimo impulsado por una bombaCaracterísticas de funcionamiento en la aspiraciónAumento de la NPSHdReducción de la NPSH

04 Curvas características, acoplamientos y empuje axial Variación de las curvas características con la velocidad de rotaciónSuperficie característicaColina de rendimientos Punto de funcionamientoSituación del punto de funcionamiento sobre la curva característica de la bombaZonas de inestabilidad de las curvas características Influencia de la densidadRelaciones entre algunas variables de funcionamientoInfluencia de la velocidad de giro de la bomba en la corrección parcial de la zona inestable de sus c.c.Rodetes múltiplesNª de revoluciones específico de una bomba múltiple constituida por Z rodetes iguales acoplados en paraleloAcoplamiento de bombas en paraleloNº de revoluciones específico de una bomba múltiple constituida por Z rodetes iguales acoplados en serieAcoplamiento de bombas en serieCampo de aplicaciónEmpuje axialSistemas de compensación del empuje axial sobre cojinetes

05 Volutas, difusores, lubricación, equilibrado y cierres Cálculo de la voluta de una bomba centrífugaVolutasBombas de difusor. Difusor anular de voluta concéntrica o circularDifusor de corona directriz de álabesBombas de cámara partida axial y radialmenteCálculo de la presión mínima de prueba hidrostática Esfuerzos y momentos admisibles sobre bridasCojinetes; Cojinetes no hidrodinámicos; cojinetes hidrodinámicosLímite de velocidad y de utilización de cojinetes no hidrodinámicosRefrigeración de cojinetes hidrodinámicos

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Lubricación por pulverización de aceite: a) Sistema Dry Sump Oil Mist; b) Sistema Purge Oil Mist.Velocidad crítica en bombas de alta presión Equilibrado del impulsor, estático y dinámico AcoplamientosEmpaquetadurasCierres mecánicosDiseño de los cierres mecánicosEquilibrado de cierres mecánicosCierres mecánicos doblesClasificación de los cierres mecánicosCierres mecánicos para altas y bajas temperaturasSelección del material de la carcasaManiobras de arranque y parada

06 Bombas volumétricas Bombas volumétricasBombas de émboloBombas rotativasBombas de engranajesBombas de aletasBombas helicoidalesBombas rotativas de émboloBombas de émbolos radialesBombas de émbolos axialesIrregularidad de suministro en las bombas rotativasCurvas características de las bombas volumétricas rotativas

07 Problemas de bombas centrífugas

08 Indice bombas centrífugas

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6 - Compresores

Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como lo son los gases y los vapores. Ésto se realiza a través de un intercambio de energía entre la máquina y el fluido en el cual el trabajo ejercido por el compresor es transferido a la substancia que pasa por él conviertiéndose en energía de flujo, aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir.

Al igual que las bombas, los compresores también desplazan fluidos, pero a diferencia de las primeras que son máquinas hidráulicas, éstos son máquinas térmicas, ya que su fluido de trabajo es compresible, sufre un cambio apreciable de densidad y, generalmente, también de temperatura; a diferencia de los ventiladores y los sopladores, los cuales impulsan fluidos compresibles, pero no aumentan su presión, densidad o temperatura de manera considerable.

01 Compresores alternativos Factores incluidos en el rendimiento volumétrico real, potencia mecánica y rendimientosDiagrama indicado del compresor ideal y realValores del rendimientoCompresión en etapas; diagrama de un compresor de dos etapas Refrigeracion; refrigeracion intermediaCompresores de aire a pistónClasificación de los compresores alternativos: por el numero de etapas, por el modo de trabajar el pistón, por el numero y disposición de los cilindros Regulación de la capacidadPuesta en marcha y parada de los compresores alternativos

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02 Compresores volumétricos Compresores helicoidales: compresor helicoidal de dos rotores, compresor helicoidal de rotor único Relación de compresión de diseñoPresión final de compresiónCampo de utilizaciónRegulación de la capacidad SobrealimentaciónCompresores frigoríficos rotativos de palas deslizantesCompresor de rodilloCompresor de palasCompresor frigorífico rotativo Scroll

03 Turbocompresores Clasificación de los TCComparación de los TC centrífugos y TC axialesRendimiento de los TCFuncionamiento inestable (surging)Numero especifico de revolucionesIncremento de presiónCampos de aplicaciónFuncionamiento de los turbocompresores fuera del punto de diseñoCurvas características: ensayo elemental y completo Curvas características universales de los TC geométricamente semejantes Curvas características universales de un TC Curvas características de un TCEscalonamiento de un TC centrifugo y de un TC axial

04 Turbocompresores centrífugosEl rodeteEl sistema difusor Relación de compresión máxima en una etapa de un TCCapacidad de los TC centrífugos Relación de compresión máxima en un TC múltiple de varios escalonamientosRelaciones de compresiónCompresión isentrópica en el rodete Compresión adiabática real en el rodete Compresión adiabática en el sistema difusor Refrigeracion interna y externa Proceso de compresión isentrópica Proceso de compresión adiabática realCompresión refrigerada ideal y realRefrigeracion exterior escalonadaTrabajo interno del compresor con refrigeración externa Selección de las presiones en los refrigeradores intermedios Ángulo de salida de los alabes del rodete radial de BPGrado de reacciónFactor de disminución de trabajo de los TC centrífugosComportamiento del rodete con un numero finito de alabesProcedimiento de calculo de un TC radialSelección del nº de revolucionesDeterminación del nº de escalonamientos zCálculo de las dimensiones principales Efecto producido al variar el caudalEstimación del ángulo de salida, velocidad periférica y relación de diámetrosNúmero y trazado de los alabesCálculo de la corona directriz sin álabes y con álabes

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05 Turbocompresores axialesIncremento de la presión teórica en un escalonamiento de TC axialFactor de disminución de trabajo en los TC axiales Grado de reacción, coeficientes de diseño, coeficiente de presión y coeficiente de caudalRelación de cuboNúmero específico adimensional de revolucionesNúmero de MachFormas básicas del perfil meridionalNumero de escalonamientosDimensiones principales de un TC axial de diámetro exterior constanteProcedimiento de cálculo del TC axialDiseño refrigerado

06 VentiladoresClasificaciónVentilador de hélice, ventilador axial, ventilador centrifugoEl ruido; intensidad del sonido; causas del ruido en ventiladoresVentiladores centrífugosVentilador siroco o de tambor Curvas características de los ventiladoresPresión estática, dinámica y total de un ventiladorFuncionamiento Regulación y control del gastoDesarrolloNormas de mantenimiento

07 Compresor Scroll Antecedentes históricos. Primera patenteDescripción del compresor Scroll, FuncionamientoCarcasaAccionamientoSistemas de protección: Sensor de temperatura. Válvula antiretorno. Válvula dinámica de descarga. Válvula de alivio. Inyección de líquido. Lubricación. Protección contra el recalentamiento. Verificación del sentido de giro. Protección de una sola fase. Protección durante el arranque. Arranques excesivos. Parámetros de funcionamiento del compresorRegulación del compresor Scroll: Campo de utilización. Pérdidas mecánicas por rozamiento. Estanqueidad. El proceso de compresión del ScrollVolumenSobrecompresión y subcompresiónUtilización de válvulas en los compresores ScrollConformidad del compresor Scroll Sellados axial, radial, de ranura, flotanteInyección de refrigerante en el Scroll: Inyección de vapor: Incremento de la capacidad frigorífica con inyección de vapor, Incremento de la eficiencia (COP) con inyección de vapor, Reducción del coste inicial y costes de operación, Estabilidad del sistemaInyección de líquido Regulación: Regulación por accionamiento con motores de velocidad variable, Regulación mecánicaRendimiento y nivel de ruidoDiferencias de diseño en el Scroll para refrigeración y para aire acondicionadoGeometrías diversas de los volúmenes de las celdas: Geometría de la involuta con espesor de pared constante,

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Optimización de la geometría de descarga: Perfil envolvente con altura variable, Compresor Scroll con dos puertos de descarga, Tecnología triangular para el compresor Scroll

08 Indice

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7.1 - Turbinas hidráulicas

Durante la revolución industrial, el incremento de la demanda energética de la industria encontró en las turbinas hidráulicas una solución, por lo cual a partir del siglo XIX empezaron a construirse en forma masiva hasta nuestros días.

El incremento vertiginoso en la construcción de estas máquinas acumuló una gran cantidad de experiencia, y la consecuente competencia de las compañías constructoras obligó a la optimización en los diseños de las turbinas, dando lugar, por ejemplo, a la desaparición de las turbinas centrífugas y al establecimiento de las turbinas centrípetas. Así los modelos de turbinas hidráulicas que existen en la actualidad son el resultado de un largo proceso de selección histórica, en el que ciertas turbinas con una particular geometría han resultado ser aquellas que optimizan el rendimiento para ciertas condiciones de operación.

01 Clasificación y ecuación fundamental IntroducciónClasificación Ruedas hidráulicasTurbinas hidráulicas Descripción sumaria de los principales tipos de turbinas Estudio general de las turbinas hidráulicasMovimiento del aguaPérdidas de carga en la turbina de reacciónDiagrama de presionesDiagrama de presiones en la turbina de reacción

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Diagrama de presiones en la turbina de acciónFuerza que ejerce el agua a su paso entre los álabesCoeficientes óptimos de velocidadGrado de reacciónEcuación fundamental de las turbinas, rendimientos y potencias Numero de revoluciones del rodete Rendimientos hidráulico, volumétrico, orgánico y globalCaudalVelocidades sincrónica y de empalamiento

02 Salto neto, semejanza y colina de rendimientos Concepto de salto en turbinas hidráulicasMedida del salto neto en la turbina de reacciónMedida del salto efectivo en la turbina de reacciónSemejanza de turbinas hidráulicas Relaciones de semejanzaVelocidad específica Número de revoluciones específicoVelocidad específica para varios rodetes iguales que trabajan bajo un mismo salto, a n rpmVariación de las características de la turbina al variar el saltoCaracterísticas de las turbinas: caudal, par motor y potenciaCurvas en colinaCurvas de rendimientos para Hn y n constantes, en función del caudal y de la potenciaConcepto de turbina unidadCurvas características de la turbina unidad

03 Turbinas Pelton FuncionamientoRegulaciónSalto netoTriángulos de velocidadesRelación entre el diámetro de la rueda, el del chorro, y el nº esp. de rev., para la turbina de un inyectorCazoletasFuerzas que actúan sobre las cazoletasCurvas características con salto constante, de caudal, potencia, par motor y rendimientoTurbina Pelton unidadSemejanza, caudal, par motor, potencia, velocidad específicaColina de rendimientosRégimen transitorioEjemplo de transitorios

04 Turbinas Francis Clasificación según el rodeteTriángulos de velocidadesVelocidad específica en función de las características de la turbinaRelaciones entre diversos parámetros de diseñoRelación entre el diámetro a la salida, n y Q; fórmula de AhlforsRelación entre la velocidad periférica a la salida y la velocidad especificaRelación entre la velocidad específica y coeficientes óptimos de velocidadRelación entre la altura neta y la velocidad específicaCámara espiralEl distribuidorPerfil de las directricesTubo de aspiraciónFormas de realización de los difusores

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Tubo de aspiración verticalGanancia de salto efectivo en el aspirador difusorRendimiento del aspirador-difusorAltura del tubo de aspiraciónCurvas de Rogers y MoodyDifusor acodadoCoeficiente de cavitación (Thoma)Perfil del aspirador-difusor Curvas características de las turbinas de reacción Curva característica para n constante y apertura x del distribuidor fijoCurvas características para n constante y apertura x del distribuidor variableRendimientoTransformación de las c. c. de n = Cte, en curvas características de salto constanteRegulación de las turbinas de reacción

05 Turbinas Kaplan y Bulbo Introducción Regulación de las turbinas Mecanismo regulador de las turbinas KaplanMomento hidráulicoTeoría aerodinámico de las máquinas axialesParámetros de diseño del rodete Kaplan Triángulos de velocidades y rendimiento manométricoÁngulo de ataqueCálculo del caudalExpresión del par motor en función de la circulación Cálculo de las pérdidas y del diámetro exterior del rodete Curvas características de las turbinas KaplanTurbinas BulboPosición del alternadorLos grupos Bulbo; proyectos y perspectivasTrazado hidráulico de los grupos BulboEl tubo de aspiraciónConductosCavitaciónPotencias específicas de los grupos BulboParámetros

06 Régimen transitorio en turboalternadores Equilibrio dinámico de grupos rotativosMomento de inercia de un volanteFunción del volante durante las variaciones de cargaValor del PD2

07 Problemas Cálculo de fuerzas tangenciales, potencia desarrollada, par motor, rendimiento manométrico y global, salto neto, horas de funcionamiento ininterrumpido a caudal constante, capacidad de regulación del embalse, selección de turbina, diámetro de la rueda, triángulos de velocidades, coeficiente de reducción de velocidad, número de revoluciones específico, altura del tubo de aspiración

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7.2 - Turbinas de vapor

Una turbina de vapor es una turbomáquina motora, que transforma la energía de un flujo de vapor en energía mecánica a través de un intercambio de cantidad de movimiento entre el fluido de trabajo (entiéndase el vapor) y el rodete, órgano principal de la turbina, que cuenta con palas o álabes los cuales tienen una forma particular para poder realizar el intercambio energético. Las turbinas de vapor están presentes en diversos ciclos de potencia que utilizan un fluido que pueda cambiar de fase, entre éstos el más importante es el Ciclo Rankine, el cual genera el vapor en una caldera, de la cual sale en unas condiciones de elevada temperatura y presión. En la turbina se transforma la energía interna del vapor en energía mecánica que, típicamente, es aprovechada por un generador para producir electricidad.

En una turbina se pueden distinguir dos partes, el rotor y el estator. El rotor está formado por ruedas de álabes unidas al eje y que constituyen la parte móvil de la turbina. El estator también está formado por álabes, no unidos al eje sino a la carcasa de la turbina.

El término turbina de vapor es muy utilizado para referirse a una máquina motora la cual cuenta con un conjuntos de turbinas para transformar la energía del vapor, también al conjunto del rodete y los álabes directores.

01 Parámetros de diseño de las turbinas de flujo axial IntroducciónTriángulos de velocidades

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Coeficiente de carga o de presiónCoeficiente de caudal o de flujoGrado de reacciónDiseño básico de los escalonamientos de turbinas axialesGrado de reacción 0Grado de reacción 0,5Velocidad de salida axialAlabes de circulación constanteGrado de reacción

02 Turbinas de vapor de acción Turbina de vapor de acción con un escalonamiento de velocidad: Tobera, corona móvil,Triángulos de velocidadesTrabajo interno y rendimiento interno máximo. Gasto másico de vaporVelocidad de embalamientoPérdidas mecánicas Turbina de acción con escalonamientos de velocidad; Turbina CurtisCálculos para una turbina curtis de 2 etapasEquivalencia entre un rodete curtis y un rodete de coronas simplesTurbina RatesuTurbina de acción con escalonamientos múltiples de presión: Turbina ZoellyNúmero de Parsons para un escalón cualquiera: Cálculo del nº de escalonamientos en coronas de igual diámetroCálculo del nº de escalonamientos en coronas de diámetros distintos

03 Turbinas de vapor de reacción Turbinas con escalonamientos de reacciónPérdidas en un escalónTrabajo interno y rendimientoMétodos de cálculo del rendimiento internoTurbina de reacción con escalonamientos múltiplesNúmero de Parsons para un escalón cualquieraNúmero de escalonamientos de reacciónCálculo del diámetro medio de la primera corona de reacciónSelección del grado de reacciónCálculo de los elementos de los diversos escalonamientosÁlabes de circulación constante (torbellino libre)Primera ley de la torsiónSegunda ley de la torsión

04 Regulación y dispositivos de seguridad Métodos de regulación de las turbinas de vaporRegulación por variación de la presión mediante laminado en la válvula de admisiónRegulación por variación de la presión en la calderaRegulación por admisión parcial (cuantitativa)SobrecargaEl problema de la regulación de las turbinas de vapor: Regulación de turbinas industriales. Regulación de turbinas de centrales eléctricasSistemas utilizados en la regulación de turbinas de vapor:Turbina de condensación, de contrapresión, e hidráulicaOrganos de seguridad y presión Válvulas de regulación y compuertas de cierre

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05 Elementos constructivos Turbina de condensaciónTurbina de contrapresiónTurbinas marinasElementos de calculo de una turbina multicelularCondiciones a que están sometidos los materiales que constituyen los elementos de las turblnas de vaporCaracterísticas mecánicas, físicas y químicasAlabes guía del distribuidor: Alabes distribuidores de los escalonamientos de las turbinas de acción y reacciónAlabes de las coronas del rotorFijación de los álabes a los discosModos de vibración de los discosFijación de los discos al ejeVibraciones en ejes y tamboresEquilibrado del rotorVibraciones de los macizos de las cimentacionesExposiciones de ejes y tamboresMateriales utilizados en la construcción de discos y rotoresJuntas de estanqueidad, Laberintos, Armazones, Dilataciones, Cojinetes y soportesCaudal de agua de circulación en el refrigeranteCondensadores

06 Problemas Consumo de vapor por hora, potencia máxima, rendimiento interno de la máquina, cálculo del número de escalonamientos y sus diámetros medios, triángulos de velocidades, altura de los álabes, velocidad de embalamiento, pérdidas en la corona, rendimiento interno, velocidad de salida, rendimiento periférico del escalón, pérdidas mecánicas, turbinas superpuestas

7.3 - Turbinas de gas

Una Turbina de Gas, es una turbomáquina motora, cuyo fluido de trabajo es un gas. Como la compresibilidad de los gases no puede ser despreciada, las turbinas a gas son turbomáquinas térmicas. Comúnmente se habla de las turbinas a gas por separado de las turbinas ya que, aunque funcionan con sustancias en estado gaseoso, sus características de diseño son diferentes, y, cuando en estos términos se habla de gases, no se espera un posible cambio de fase, en cambio cuando se habla de vapores sí.

Las turbinas de gas son usadas en los ciclos de potencia como el ciclo Brayton y en algunos ciclos de refrigeración.

Es común en el lenguaje cotidiano referirse a los motores de los aviones como turbinas, pero esto es un error conceptual, ya que éstos son turboreactores los cuales son máquinas que, entre otras cosas, contienen una turbina de gas

01 Ciclos termodinámicos Características técnicas y empleo de las turbinas de gasCiclo teórico de una turbina de combustión interna; funcionamientoCiclo teórico de una turbina de combustión sin recuperador (Ciclo Brayton) Influencia del recalentamiento de los gases durante la expansiónExpansión isotérmicaInfluencia de la refrigeración en el proceso de compresiónCompresión isotérmica

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Ciclo teórico de una turbina de gas de una etapa con recuperadorCiclo real de una turbina de gas de una sola etapa sin regeneradorConsideraciones económicasCiclo real de una turbina de gas simple con regeneradorCiclo de una turbina de gas de varias etapas en la compresión y en la expansiónCiclo de dos etapas de compresión con refrigeración intermedia y regeneraciónCiclo de dos etapas de expansión con recalentamiento y regeneraciónCiclo de n etapas de compresión y m etapas de expansiónCiclo con refrigeración durante la compresión isotermaCiclo Erickson

02 Curvas características, perdidas de carga, regulación, ciclos cerrados.Curvas características de las turbinas de gas en diversos regímenes de funcionamientoCurvas características del compresorCurvas características de la turbinaLímites de funcionamientoPerturbaciones en el funcionamiento de la instalaciónInfluencia de la pérdida de carga durante la combustión en el rendimiento de la turbinaVariación del rendimiento del ciclo cuando varían los rendimientos del compresor y de la turbinaRegulación de las turbinas de una línea de ejesRegulación a velocidad constanteRegulación a velocidad variableInfluencia de la temperatura exterior en el funcionamiento de la turbinaRegulación de la turbina de gas de dos ejesAlternador en el eje de baja presiónAlternadoror en el eje de alta presiónMecanismo de regulación del grupo turbocompresorMecanismo de regulación de un grupo con una línea de ejesMecanismo de regulación de un grupo con dos líneas de ejesVentajas de la turbina de combustión en la generación de energíaCiclos en circuito cerradoCiclos de una turbina de gas en circuito cerradoComportamiento de los gases utilizados en la turbina de circuito cerrado

03 Compresores centrífugos. Elementos constructivos de las turbinas de gasTurbocompresores centrífugosEl rodete de un turbocompresor centrífugoEl sistema difusor de un turbocompresor centrífugoRelación de compresión máxima en una etapa de un compresor centrífugoRelación de compresión máxima en un turbocompresor centrífugo de varios escalonamientosCompresión isentrópica en el rodeteCompresión adiabática real en el rodeteCompresión adiabática en el sistema difusorDeterminación del nº de escalonamientos de un turbocompresor centrífugoNº de álabes de un turbocompresor centrífugo

04 Compresores axiales. IntroducciónIncremento de la presión teórica en un escalonamiento de turbocompresor axialRotor de un turbocompresor axialEstator de un turbocompresor axialFactor de disminución de trabajo en los turbocompresores axialesGrado de reacción de un turbocompresor axialCoeficientes de diseño de un turbocompresor axial

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Formas básicas del perfil de un turbocompresor axialNº de escalonamientos de un turbocompresor axialDimensiones principales de un turbocompresor axial de diámetro exterior constanteProcedimiento de cálculo de un turbocompresor axialDiseño refrigerado de un turbocompresor axialConductos de entrada a los compresoresConductos de entrada subsónicosConductos de entrada supersónicosDifusor supersónicoCompresores axiales en turborreactoresMotores de doble flujo, TurbofanEl turbocompresor supersónico

05 Refrigeración de los alabes. Alabes de la corona móvilRefrigeración de la turbinaRefrigeración de los álabes de turbinas axialesRefrigeración por líquidosRefrigeración por aireRefrigeración por impactoRefrigeración por transpiraciónTransmisión de calor en álabes refrigerados por convecciónEvaluación del coeficiente de transmisión de calor interior por convecciónEvaluación del coeficiente de transmisión de calor exterior por convección

06 Cámaras de combustión.IntroducciónAire utilizado en el proceso de combustiónAnálisis del proceso de combustiónCámaras de combustión tubularesCámaras de combustión anularesCámaras de combustión tubo-anularesTurbinas de gas industrialesEstabilidad de la combustiónInyectores centrífugosInyector con torbellinadorInyector de dos toberasInyector de dos etapasInyector con retornoGrado de atomizaciónGasto de combustibleSistemas de encendidoDimensionado de las cámaras de combustiónRecuperadores

07 Perdidas en la cámara de combustión y en los alabes de la turbina.ÁPérdidas de carga en la cámara de combustiónRendimiento de una cámara de combustiónPérdidas en los álabes de la turbinaDeterminación del ángulo de salida del álabeInfluencia de la compresibilidadRelación de expansión libreInfluencia del ángulo de ataque

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08 Aplicaciones. Sobrealimentación de motores y calderasCiclo combinado turbina de vapor y turbina de gas Turbina de gas con instalación de turbina de vapor aguas abajo Instalación combinada con caldera en horno a presiónOtras aplicaciones industriales de la turbina de gasGenerador de gas de pistonesMotores de propulsión por turbina de gasPropulsión por reacciónTurborreactoresTurborreactor de un flujo Turborreactor de dos flujos

09 Contaminación por turbinas de aviación. Formación de contaminantesImpacto del dimensionamiento de las cámaras de combustión sobre la contaminaciónReducción de la contaminaciónAlgunas tecnologías utilizadas para reducir la contaminaciónTecnología actualNuevas tecnologías

10 Ejercicios y problemas Cálculo de los parámetros del aire en los puntos característicos del ciclo, rendimiento del ciclo, rendimiento de la turbina con y sin regeneración, trabajo y potencia, revoluciones por minuto, potencia al freno del compresor, temperatura del aire a la salida, gasto másico, determinación del ciclo, eficiencia isentrópica del compresor, eficiencia de la planta

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8 - Mecánica de fluidos

La mecánica de fluidos es la rama de la mecánica de medios continuos (que a su vez es una rama de la física) que estudia el movimiento de los fluidos (gases y líquidos) asi como las fuerzas que los provocan. La característica fundamental que define a los fluidos es su incapacidad para resistir esfuerzos cortantes (lo que provoca que carezcan de forma definida). También estudia las interacciones entre el fluido y el contorno que lo limita. La hipótesis fundamental en la que se basa toda la mecánica de fluidos es la hipótesis del medio continuo

01 Introducción a los fluidos Propiedades de los FluidosViscosidad dinámica y cinemáticaMedida de la viscosidad: Viscosímetro absoluto calibrado, Viscosímetro empírico, Viscosímetro de cilindros coaxialesInfluencia de la presión y temperatura en la viscosidadIndice de viscosidadTensión superficial y capilaridadAltura alcanzada por un líquido en el interior de un tubo de pequeño diámetro

02 Fundamentos de hidrostática Teoremas hidrostáticosEcuaciones diferenciales de equilibrio de una masa líquida

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Superficies de nivel, Equilibrio de líquidos, Ecuación de estadoAltura piezométrica, plano de carga y carga en un puntoAplicación a líquidos en superficie libre.- Casos particularesLíquidos superpuestos: TeoremasPrincipio de PascalMedida de presiones:Tubo piezométrico, Manómetro de líquido, Barómetro de cubeta, Barómetro en U, Manómetro de líquido para presiones relativas, Vacuómetro de líquido para presiones absolutas, Manómetro de mercurio en tubería de agua, Manómetro diferencial, Micromanómetro de tubo inclinado, Micromanómetro que utiliza dos líquidos inmiscibles

03 Equilibrio y movimiento relativos Equilibrio relativo de líquidos que se trasladanEquilibrio relativo de líquidos que giran alrededor de un eje verticalGiro alrededor de un eje horizontalMovimiento relativo de líquidos con velocidad tangencial constante sobre un eje vertical Esfuerzo ejercido por un líquido sobre una pared plana sumergida Esfuerzo ejercido por un líquido sobre una superficie alabeada sumergida Principio de ArquímedesFuerzas hidrostáticas en líquidos estratificadosEstabilidad y flotación: Condiciones de estabilidad de un flotadorCálculo de la distancia entre el metacentro y el centro de gravedad de un flotadorPeríodo de oscilación de un flotador

04 Flujo incompresible no viscoso Cinemática de fluidosConstrucción gráfica de las líneas de corriente y de movimientoCaudal a través de una superficie elementalEcuación de continuidad; casos particularesTorbellinos cilíndricosAnálisis del movimiento de un elemento de volumenPotencial de velocidades para fuentes y sumideros en flujo bidimensional Combinación de un flujo rectilíneo y un manantialOvalo de Rankine DobleteCombinación de un flujo rectilíneo y un dobleteDistribución de velocidades en torno a un cilindro circular VórticeCombinación de una fuente y un vórticeFlujo en torno a un cilindro con vórtice libreEjemplos relativos a la resolución analítica de la ecuación de Laplace en el planoMovimiento uniforme de velocidad constanteFlujo radial para fuentes y sumideros Flujo en las proximidades de un punto fijo Flujo entre dos paredes que forman un ánguloLinealidad de la ecuación de Laplace: Flujo alrededor de un cilindro circular con circulaciónRepresentación conforme: Transformación de Joukowski

05 Dinámica de fluidos y lubricación Ecuaciones de EulerEcuación fundamentalEcuación de BernoulliAplicaciones del Teorema de Bernoulli: Tubos piezométricos, Tubo Venturi, Tubo Pitot, Tubo de Prandtl, Tubo de Pitot-Darcy, Teorema de TorricelliAplicación del Teorema de Bernoulli a líquidos en movimiento de rotación Dinámica de los fluidos reales

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Ecuaciones de Navier-Stokes de un fluido viscoso compresible Movimiento turbulentoEcuaciones para un fluido pesado y viscosoVariación de la potencia de una corrienteLubricación hidrodinámica Cálculo de la fuerza totalFuerza de arrastreCoeficiente de rozamiento y potencia absorbida

06 Semejanza hidrodinámica y análisis dimensional Semejanza hidrodinámica: Números de Froude, Reynolds, Weber y MachLey general de NewtonNúmero de EulerLey de Reech-FroudeSemejanza dinámica con predominio de la viscosidadSemejanza dinámica con predominio de la elasticidadAnálisis dimensional; Teorema de BuckinghanEcuación general de resistencia: Ecuación de la pérdida de carga en una conducción cilíndricaMétodo básico de análisis dimensional: Aplicación a bombas centrífugas, y a vertederos en pared delgada

07 Teoría elemental de la capa límite Capa límite laminar y turbulenta en flujo sobre placa planaPolinomios de Segundo y Tercer gradoEspesores y caudales de la capa límite Espesor de desplazamiento de la capa límite Espesor de la cantidad de movimiento de la capa límite Espesor de energía y caudal de la capa límite Caudal de la capa límiteEcuación integral del impulso de la capa límite laminar; Caudal de la cantidad de movimientoFuerza de arrastreEcuaciones de Prandtl de la capa límiteEcuación clásica de KarmanEcuación integral de la energía en una capa límite laminarRelación entre el coeficiente de arrastre y el de convección en flujo laminar sobre placa plana Capa límite turbulenta para placa plana Desprendimiento de la capa límite Coeficiente de arrastre de cuerpos y perfiles inmersos en una corriente fluidaParadoja de D’AlembertFlujo para un fluido real en torno a un cilindro circularPerfil aerodinámico

08 Flujo viscoso incompresible Flujo en conductos circulares; ecuación de PoiseuilleMovimiento turbulentoDiagrama de MoodyCálculo del coeficiente de rozamiento mediante fórmulas prácticas: Darcy, Levy, Kutter,Flamant, Mises, etcCálculo gráfico de la pérdida de carga en baterías de tubosFlujo en conductos no circulares Flujo laminar, incompresible y permanente entre dos placas paralelas Flujo laminar, incompresible entre tubos cilíndricos concéntricos Diámetro hidráulico

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Resistencia de forma.- Pérdidas accidentales en conductos cerradosTeorema de BelanguerPerdida de carga en ensanchamiento brusco y en ensanchamiento gradual Pérdida de carga por contracción brusca de sección Pérdida de carga en curvas y codos Pérdidas de carga por bifurcaciones y válvulas Ábaco para la determinación de pérdidas de carga en accesorios

09 Cálculo de tuberías Cálculo del diámetro de una conducciónCálculo del diámetro más económico de una conducciónPérdida uniforme de caudal a lo largo de una conducciónTubería con toma intermediaTubería con toma intermedia entre dos depósitosEl problema de los tres depósitosRedes ramificadasRedes malladasTuberías en paralelo: Método de los porcentajes y Método iterativo de Hardy-Cross

10 Flujo compresible y curvas de Fanno Relaciones entre el coeficiente adiabático y la velocidad del sonido en un fluido compresible Formulación de HugoniotDerrame por toberasCondiciones críticas Estudio de una corriente fluida en una tobera Laval Perfil de una tobera por el método gráfico de Kolb Flujo isoentrópico de un gas perfecto Onda de choque normal Onda de choque normal en conductos Líneas de Rayleigh y FannoOtras expresiones de las líneas de Rayleigh y Fanno en coordenadas (i,S) Flujo adiabático en conductos de sección constante, con fricción Bloqueo debido a la fricciónFlujo sin rozamiento por el interior de tubos con transferencia de calorFlujo isotérmico permanente en tuberías largasAerodinámica compresible subsónica y transónicaEcuación de LaplaceAerodinámica supersónicaAerodinámica hipersónica

11 Golpe de ariete Formulación de Micheaud y AllieviCeleridadSoluciones de las ecuaciones diferenciales de AllieviCasos particulares de las ecuaciones de AllieviCondiciones en los límitesCálculo gráfico del espesor de tuberíasMétodo gráfico de Schnyder-Bergeron: Ejemplo de construcción gráficaInfluencia de las pérdidas de carga

12 Orificios y vertederos Clasificación de orificiosCoeficiente de gastoOrificio en pared delgada

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Rendimiento y contracción de la vena líquidaCaracterística de un orificioGrandes orificios en pared delgada; orificio rectangular y orificio circularOrificio sumergidoOrificio prolongado en canalOrificio en pared gruesaCompuertasOrificios especialesOrificio de BordaOrificio en tuberías. DiafragmasTubo adicional cilíndrico exteriorTubo adicional divergenteTubo adicional convergenteMovimiento no permanente en foronomíaDesagüe de depósitos de sección variableDesagüe de depósitos de sección constanteDesagüe de depósitos alimentadosDesagüe a través de orificios sumergidosVertederosVertedero en pared delgadaVertedero en pared gruesa: Formas de la láminaVertederos con contracción incompletaVertedero sumergido, inclinado, circular, triangular y trapecial

13 Teorema del impulso Reacción del agua en movimiento sobre un canal guíaMomento con relación a un punto de la acciónTeoremas de Euler aplicados a las turbomáquinas

9 - Refrigeración y calefacción.

I.- Componentes y tipos de instalaciones frigoríficas de compresiónI.1.- El equipo de refrigeracion: órganos principales. el ciclo de refrigeracion.I.2.- Maquinas frigoríficas de fluidos condensables con expansión isentálpicaCompresión en régimen húmedo y en régimen secoI.3.- Principio de funcionamiento de la bomba de calor: producción simultanea de frío y de calor

II.- Compresores, condensadores y evaporadoresII.1.- Compresores alternativos: SelecciónII.2.- Compresores rotativosII.3.- TurbocompresoresII.4.- CondensadoresII.5.- Condensadores enfriados por aire: en convección natural y forzadaII.6.- Condensadores enfriados por agua: a) De doble tubo. b) De carcasa y serpentín. c) De carcasa y tubos.II.7.- Condensadores evaporativos: De lluvia. En evaporación forzada. II.8.- EvaporadoresClasificación de los evaporadores según el funcionamiento: Evaporadores de expansión seca e inundados. Clasificación de los evaporadores según el tipo de construcción: a) De tubo liso. b) De placa. c) De sistema seco de tubos y aletasClasificación de los evaporadores según la fase a enfriar: Evaporadores para enfriamiento de sólidos, gases.Evaporadores para enfriamiento de líquidos: De doble tubo. Baudelot . De tanque. De carcasa y serpentín. De carcasa y tubos. De atomizador

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II.9.- Acumulación de escarcha en el evaporador: sistemas de desescarche: a) Desescarche por pulverización o lluvia de agua. b) Descongelación por los gases calientes de la descarga del compresor. Aportación de gas caliente al evaporador. Aportación de gas caliente con el auxilio de un reevaporador. Inversión del ciclo. c) Desescarche por resistencias eléctricas. Control de fin de desescarche

III.- Válvulas y accesoriosIII.1.- Válvulas de expansión: Válvulas reguladores de caudal: válvula manualVálvula automática o presostática con aumento o disminución de la carga térmica del evaporadorVálvula de expansión termostática con igualación interna o externa de presionesVálvula de flotador , de baja presión (en el evaporador), de alta presión (en el condensador)III.2.- Válvulas restrictoras o capilaresIII.3.- Válvulas especialesIII.4.- Otros accesorios: Presostatos, Termostato bimetálico, Termostato con bulbo y capilar, Filtros secadores mecánicos y cerámicos, Filtros de líquidos, ManómetrosAparatos de control

IV.- Cargas térmicas y dimensionadoIV.1.- Influencia del ambiente exteriorIV.2.- Cálculo de cargas térmicasIV.3.- Elección del diagrama de trabajo: Elección de temperaturas, Elección del fluido frigorígeno, IV.4.- Elección de los componentes del equipo de refrigeración:Dimensionado y elección del compresor. Evolución de la capacidad frigorífica de un compresor en función de la temperatura de condensación.Dimensionado y elección del evaporadorDimensionado y elección del condensador

V.- Elección y dimensionado de las tuberías y válvulas de un equipo de refrigeraciónV.1.- Dimensionado, elección y verificación de las tuberíasPérdidas de carga a lo largo de la línea del líquido.Pérdida de carga a lo largo de la línea de aspiración.Pérdida de carga a lo largo de la linea de alimentaciónV.2.- Dimensionado y elección de la válvula de expansiónFuncionamiento de una válvula de expansión termostática.Consideraciones sobre la capacidad de las válvulas termostáticasCaída de presión a través de la válvulaCondición en la que se halla el refrigeranteSubenfriamiento del líquidoRegistro de sobrecalentamiento de la válvulaTemperatura de evaporación del refrigerante y su influencia sobre el bulbo de la válvulatipo de carga termostática

VI.- Fluidos frigorígenosVI.1.- IntroducciónVI.2.- Clasificación de los fluidos frigorígenos y frigoríferosFreones, Mezclas azeotrópicas, Mezclas zeotrópicas y cuasiazeotrópicas, Hidrocarburos saturados, Compuestos orgánicosVI.3.- Regla de las fases de Gibbs. Sustancia pura (componente único), Mezcla binaria Mezcla zeotrópica: Diagrama de fases. Diagrama termodinámico. Representación del ciclo frigorífico en el diagrama de fases.. Mezcla azeotrópica

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VI.4.- Propiedades del refrigerante idealVI.5.- Características termodinámicasVI.6.- Características físicas y químicas. Toxicidad. InflamabilidadVI.7.- Grado de seguridad de los refrigerantes. Compatibilidad y solubilidad con lubricantes.VI.8.- Características medioambientales. Efecto invernadero. Potencial de calentamiento de la Tierra (GWP, Global Warming Potentia. Impacto de Calentamiento Equivalente Total, TEWI, Total Equivalent Warming Impact. Capa de ozonoVI.9.- Sustituyentes. Refrigerantes sintéticos. Refrigerantes naturalesVI.10.- El aceite en los equipos frigoríficos: Lubricación de cilindros en los compresores frigoríficos alternativos: Lubricación por barboteo, Lubricación forzada por bomba de aceiteSolubilidad entre el fluido frigorígeno y el aceite: ley de RaoultSolubilidad en aceite de los diferentes fluidos frigorígenos en fase liquidaSolubilidad entre el vapor de fluido frigorígeno y el aceite: Ley de HenrySolubilidad en aceite de los diferentes fluidos frigorígenos en fase de vaporVI.11.- Refrigerante R-134 a y otros

VII.- Calderas de calefacción

VIII.- Chimeneas de calefacción

IX.- Agua alimentación

X. Sistema monotubular y Tablas

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