Inst._Termicas_Mecanicas_y_Frigorificas.doc

Universidad Tecnológica Nacional
Unidad Académica Reconquista
LEGAJO DE CATEDRA
: INSTALACIONES TÉRMICAS
MECÁNICAS Y FRIGORÍFICAS
ASIGNATURA
DOCENTE A CARGO: ING.
DOMINGO E. PASTORI
: INGENIERIA ELECTROMECANICA
Carrera
2008
LEGAJO DE CATEDRA
ASIGNATURA: INSTALACIONES TÉRMICAS MECÁNICAS Y FRIGORÍFICAS
CODIGO: 95-0535
NIVEL: 5to AÑO
MODALIDAD DE CURSADO: ANUAL
CARGA HORARIA: 3 HS/SEMANA
TOTAL: 3 Hs/Sem x 32 Sem/Año: 96 HS ANUALES
PORCENTAJE DE HORAS EN LA CARRERA: 96 Hs /4768 Hs : 2 %
EQUIPO DOCENTE y DEDICACIONES
PROFESOR A CARGO: ING. DOMINGO PASTORI
PROFESOR ADJUNTO INTERINO
DEDICACION: 1 DEDICACION SIMPLE
AUXILIAR: ING. ORLANDO CLAUDIO VARGAS
J.T.P. INTERINO
SIMPLE
DEDICACION: 1 DEDICACION
PRE-REQUISITOS FORMALES
Para poder CURSAR esta asignatura se requiere
1) Tener cursada: MECÁNICA DE LOS FLUIDOS Y MÁQUINAS FLUIDODINÁMICAS
MÁQUINAS ELÉCTRICAS
MÁQUINAS TÉRMICAS
2) Tener aprobada: ELECTROTECNIA
TERMODINÁMICA TÉCNICA
MECÁNICA Y MECANISMOS
INGLÉS II
PRE-REQUISITOS FUNCIONALES
Además de los requisitos reglamentarios precitados, y a fin de obtener un mejor a
aprovechamiento del curso, se sugiere antes de su inicio:
1)
Tener bien asimilados los contenidos de Termodinámica, Conocimientos de
Materiales, Máquinas térmicas.
2) Tener buen manejo de PC (Windows, utilitarios, AUTO-CAD e Internet) y
razonables conocimientos de inglés (a nivel de traducción de vocabulario técnico).
FUNDAMENTACION DE LA ASIGNATURA
El desarrollo de esta asignatura sintéticamente se basa en crear el nexo
imprescindible entre los conocimientos teóricos aportados por las asignaturas
fundamentalmente del área mecánica especialmente Termodinámica, Máquinas
Térmicas, Mecánica de los fluidos y Máquinas fluido dinámicas y parte de las
eléctricas con el desempeño de la práctica profesional apuntando a los siguientes
particularidades del diseño curricular en cuanto al perfil del ingeniero y sus
incumbencias.
“Capacidad: para desarrollar un juicio crítico y un enfoque racional en la administración
de tecnologías de distinto origen y generación, en continua evolución”.
“Predisposición a continuar auto formándose al ritmo de la evolución, capacidad de
aprender sin apoyo, es decir sin asistencia estructurada.”
“Esto implica que debe poseer una sólida formación técnica en lo referente a
planificación, estudios, proyectos, construcción, operación y mantenimiento en el área
de su especialidad”
“Área de los conocimientos mecánicos: EL Ingeniero Electromecánico tiene su campo
de acción en relación a los sistemas, equipos y componentes mecánicos, térmicos,
fluido dinámicos, frigoríficos, su automatización y control, incluyendo conocimientos de
proyecto y de su utilización, valiéndose de las adecuadas herramientas técnicas e
informáticas. Debe poder aplicar apropiadamente los criterios de selección de aparatos
en general que conforman los mencionados sistemas, tendiendo a las soluciones de
mayor eficiencia global.”
Atendiendo a las incumbencias del título.
“Instalación, dirección, puesta en marcha, operación, ensayo, mediciones,
mantenimiento, reparación e inspección, excepto obras civiles e industriales de: .
Sistemas mecánicos, térmicos y fluido mecánicos, o partes con estas características,
incluidos en otros sistemas.”
“Estudio, factibilidad, proyecto, planificación. Dirección, construcción, instalación,
puesta en marcha, operación, ensayos, mediciones, mantenimiento, reparación,
modificación, transformación e inspección, excepto obras civiles e industriales de:
Sistemas o partes de sistemas de calefacción, ventilación, de distribución de agua
caliente y fría, y de vapor saturado, en edificios no industriales
OBJETIVOS GENERALES:
Que el alumno sea capaz de comprender y aplicar los criterios de cálculo o selección
de elementos, equipos y máquinas componentes de las instalaciones térmicas,
mecánicas y frigoríficas.
Aplicar criterios de diseño y cálculo de intercambiadores de calor.
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CONTENIDOS
PROGRAMA SINTETICO (Según consta en el Diseño Curricular de la carrera)
 Conducción de fluidos.
 Cañerías y sus accesorios.
 Operación y mantenimiento.
 Acondicionamiento industrial.
 Acondicionamiento ambiental.
 Diseño y cálculo de intercambiadores de calor.
 Instalaciones frigoríficas. Cámaras de conservación y congelamiento.
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PROGRAMA ANALITICO
Unidad temática 1:
Transmisión del calor : Distintas formas de transmisión del calor. Transmisión del calor
en placas y tubos en flujo natural y forzado. Transmisión en condensación de vapores.
Transmisión en ebullición . Radiación. Intercambio por radiación entre
Superficies negras y difusas grises.
12 horas.
Unidad temática2
-Cañerías: factores a tener en cuenta en el diseño. Determinación de las fuerzas y
momentos que solicitan la cañería en instalaciones térmicas. Distintos materiales
metálicos y no metálicos. Especificaciones. Soportes. Aislamiento de cañerías.
15horas
Unidad temática 3:
Sistemas de conducción de fluidos. Accesorios en general. Válvulas manuales y
automáticas. Trampas. Juntas elásticas. Especificación y selección. Normas.
Representación. Esquemas funcionales.
9 horas.
Unidad temática 4:
Refrigerantes. Condiciones que debe cumplir un buen refrigerante. Refrigerantes
para instalaciones comerciales, industriales, y para aire acondicionado.
Características, propiedades, comparación, selección, nomenclatura.
9horas
Unidad Temática 5
Instalaciones de refrigeración por compresión. Componentes: compresores,
condensadores, evaporadores, recipientes, controles de flujo de refrigerante, líneas de
refrigeración. Tipos, características, selección, especificaciones. Protección y control
de sistemas mecánicos y eléctricos. Refrigeración por absorción
21 horas
Unidad temática 6
Operación y mantenimiento. Criterios de mantenimiento, mantenimiento correctivo,
preventivo y predictivo. Control operativo
9 horas
Unidad temática 7
Acondicionamiento Industrial. Acondicionamiento en general. Procesos de
conservación y congelación. Almacenes frigoríficos. Cámaras frigoríficas.
9 horas
Unidad temática 8
Acondicionamiento ambiental: Factores que condicionan el bienestar humano.
Ventiladores y calefacción. Climatización de verano e invierno. Balances térmicos.
Métodos de cálculo.
12 horas
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OBJETIVOS POR UNIDAD
1. - Calcular intercambiadores de calor aplicados a instalaciones térmicas y frigoríficas
(condensadores, economizadores, evaporadores, etc. ) Conocer formas constructivas
de intercambiadores. Resolver problemas prácticos de radiación.
2.- Calcular y diseñar cañerías. Conocer las características y especificaciones de los
materiales. Diseñar soportes. Conocer , seleccionar, calcular y aplicar los materiales
aislantes, teniendo en cuenta los aspectos técnicos y económicos.
3.- Conocer el funcionamiento de válvulas manuales y .:automáticas. Seleccionar
válvulas manuales y automáticas.
Seleccionar trampas de vapor. Seleccionar juntas elásticas. Representar
esquemáticamente: una instalación de conducción de fluidos.
4.- Conocer propiedades, aplicación y nomenclatura de refrigerantes más usuales.
5.- Conocer características de componentes de una instalación de refrigeración por
compresión. Seleccionar compresores, condensadores, evaporadores y válvulas de
control de flujo de refrigerante. Seleccionar controles y automáticos.
6.- Conocer filosofía y aplicación de los distintos tipos de mantenimiento. Realizar un
proyecto tipo de mantenimiento. Evaluar parámetros para mantenimiento predictivo.
7. - Predimensionar cámaras frigoríficas para un proceso de conservación y/o
congelamiento determinado.
8.- Conocer sistemas de ventilación y climatización. Proyectar instalación de
climatización verano-invierno con control de humedad relativa y renovación del aire.
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ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA APRENDIZAJE .
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DESARROLLO DE LAS CLASES
1) En cuanto a la forma de razonamiento: en las clases teóricas se empleará el
método deductivo, teniendo en cuenta que el asunto estudiado va de lo general a lo
particular. El profesor presentará conceptos o principios, definiciones o afirmaciones
de la cuál serán extraídas conclusiones y consecuencias y se examinarán casos
particulares sobre la base de afirmaciones generales presentadas.
En las clases teóricas predominará la técnica expositiva que sigue generalmente el
camino de la deducción.
Lo que otorga validez al razonamiento deductivo son los principios lógicos. Los
hechos nos llevarán a aceptar una conclusión deducida.
También se utilizará el método inductivo en las clases teóricas y prácticas. El
asunto estudiado se presentará por medio de casos particulares sugiriéndose que
se descubra el principio general que los rige. En lugar de partir de la conclusión final
se ofrecerán al alumno los elementos que originan las generalizaciones y se los
llevará a inducir.
La inducción, de modo general, se basa el la experiencia, en la observación, en los
hechos: orientada experimentalmente convence al alumno de la constancia de los
fenómenos y le posibilita la generalización que lo llevará al concepto de ley
científica.
Será muy útil también el método analógico o comparativo; los datos particulares
que se presentarán permitirán establecer comparaciones y los alumnos llegarán a
conclusiones por semejanza porque se habrá procedido por analogía. El
pensamiento irá de lo particular a lo particular.
2) En cuanto a la coordinación de la materia: De los dos métodos, lógicos y
psicológico, se preferirá al primero de modo que los datos y los hechos serán
presentado en orden de antecedente y consecuente,
obedeciendo a una
estructuración de hechos que irá de lo menos a lo mas complejo. La ordenación de
los hechos será de causa y efecto en secuencia inductiva o deductiva.
3) En cuanto a la concretización de la enseñanza:
En las clases teóricas, al utilizarse la técnica expositiva, se preferirá el método
simbólico o verbalístico. Los trabajos en la clase serán presentados a través de la
palabra. Éste método será usado con moderación ya que la participación de los
alumnos no es tan activa.
En las clases prácticas sobre todo se empleará el método intuitivo, la clase se llevará a
cabo con el constante auxilio de objetivaciones o concretizaciones teniendo a la
vista las cosas tratadas.
Los elementos intuitivos que serán utilizados son:
- contacto directo con la cosa estudiada.
- Experiencias trabajos en la oficina.
- Visitas y excursiones a fábricas de la zona.
- Material didáctico, recursos audiovisuales, computación, modelos, esquemas y
cuadros.
4) En cuanto a las actividades de los alumnos:
Se preferirá el método activo, es decir el que cuenta con la participación constante e
intensa de los alumnos. El profesor será orientador, guía y no un mero transmisor.
Hay técnicas que favorecen éste método:
- Interrogatorio
Argumentación
Redescubrimiento.
Trabajos grupales estudio dirigido.
Debates y discusiones.
Técnicas de problemas.
Técnicas de proyectos.
Los trabajos prácticos se harán en forma individual y grupal.
5)
En cuanto a los abordajes del tema:
Se utilizarán alternadamente los dos, el analítico y el sintético.
En los trabajos prácticos y de evaluación se fomentará la utilización de la técnica de
la investigación porque, al decir de Francisco Larroyo, el hecho de enseñar
investigando fortalece la inteligencia, desarrolla el espíritu de orden, desenvuelve la
conciencia de la limitación, desenvuelve la sinceridad y la autenticidad académicas
y desarrolla la capacidad de análisis.
DESARROLLO DE MATERIAL DE ESTUDIO
Para incentivar la investigación del alumno en las distintas obras Bibliográficas
aconsejadas por la cátedra, no se editarán Apuntes de Cátedra. No obstante se
incluye como herramienta válida de estudio las Notas de Cátedra. Las mismas
consistirán en explicaciones detalladas de algunos temas puntuales del programa, que
a criterio de la Cátedra: sean de mediana o alta complejidad, requieran una síntesis de
bibliografía variada o no disponible en Biblioteca
Será de fundamental importancia el permanente uso de los catálogos técnicos
correspondientes a cada tema.
También se propiciará en forma permanente
 Hacer uso de la PC para realizar distintos tipos de trabajos de la asignatura.
 Usar software específico para convalidar cálculos realizados aplicando los
conceptos teóricos.
CARPETA DE CURSO
Cada alumno llevará actualizada una Carpeta de Curso en la cual se archivará la
siguiente documentación:
a) Todos los ejercicios desarrollados en el transcurso de las clases teórico-prácticas y
los resueltos en aquellas dedicadas exclusivamente a la resolución de ejercicios.
b) Todos los Trabajos Prácticos (TP) , los cuales consistirán en conjuntos de
ejercicios o proyectos específicos anualmente seleccionados por la Cátedra, para ser
resueltos por los alumnos como actividad extra áulica.
El objetivo de estos trabajos es que el alumno logre confianza y rapidez en su
capacidad de análisis y su poder de cálculo y adquiera habilidad en el uso de
manuales específicos y recursos de información como catálogos de fabricantes,
páginas de Internet etc.
Los conjuntos de ejercicios selectos complementarán a las usuales Guías de Trabajos
Prácticos y se diagramarán de acuerdo al siguiente esquema :
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TP Nº 1 ; TP Nº 2 ; TP Nº 3 Ejercicios correspondientes a la UT1
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TP Nº 4 : Práctico de prediseño y cálculo de cañerías y accesorios. UT2 y UT3
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TP Nº 5 : Conocimiento, aplicación y manejo de los principales refrigerantes UT4
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TP Nº 6: Mantenimiento preventivo y predictivo en instalaciones frigoríficas. UT6
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TP Nº 7(grupal) : D Diseño de una instalación de conservación de productos
regionales con control de humedad
y temperatura de: carne, fibra de algodón,
azúcar, lácteo, madera. UT7
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TP Nº 8 : Cálculo y diseño de una instalación de climatización tipo. UT8
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d) Los informes de trabajos específicos de Cátedra.
FORMACION PRÁCTICA
Nuestra materia es esencialmente teórico-práctica es decir que la frontera entre lo
teórico y lo práctico es bastante difusa y por lo tanto asignar un porcentaje resulta
difícil por ese motivo asignamos un alto porcentaje de a las clases teórico- prácticas.
Tomando como base (100 %) las 96 horas anuales asignadas a la materia, y
atendiendo a los requerimientos específicos referidos a la formación práctica del
estudiante, se prevé la siguiente subdivisión y utilización del tiempo y espacios:
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a) CLASES TEORICO-PRACTICAS : En el aula - 60 %
b) PRACTICAS DE LABORATORIO: No se cuenta con laboratorio. Se suple con
material de ilustración aportado por la cátedra; componentes, elementos
repuestos, accesorios, instrumentos que se llevarán a clase para ilustrar - 10 %
c) RESOLUCION DE PROBLEMAS DE INGENIERIA: Estas actividades se
encararán de acuerdo a las tareas programadas usando un 10 %
d) ACTIVIDADES DE PROYECTO: Dentro de actividad áulica 10% Incluyendo
conformación del proyecto y No incluye las actividades extra-áulicas.
El
proyecto abarcará las siguientes etapas:
1. Conformación de grupos y selección de Instalaciones afines a ser relevadas.
2. Predimensionamiento de las instalaciones de acuerdo a los desarrollos de
clase.
3. Comparación y análisis de los resultados.
Preparación del Informe Técnico Final
e) MONOGRAFÍAS: Exposición en base a un tema de Investigación 10%
REGIMEN DE REGULARIZACION
Para ser incluido en la Lista de Alumnos Regulares que la cátedra entregará al
Departamento de Alumnos al finalizar el curso, el alumno deberá haber cumplimentado
los siguientes requisitos:
1) Asistencia a por lo menos el 75% de TODAS las clases dictadas en las 29
semanas del curso.
2) Presentación de la Carpeta de Curso completa.
3) Presentación y aprobación de los proyectos previstos.
4) Elaboración de una Monografía Técnica referida a temas de la materia.
5) Exposición con materiales didácticos adecuados del contenido de la Monografía.
REGIMEN DE EVALUACION
Además de toda la documentación incluida en la Carpeta de Curso, y con el objetivo
de obtener del alumno la necesaria realimentación que permita determinar la correcta
transferencia y/o asimilación de los conocimientos, se implementarán distintas
instancias evaluadoras.
a) Pruebas Breves Cuestionarios, pruebas objetivas o de opciones múltiples
consistentes en cuestionarios con preguntas conceptuales sobre los temas que se
estén desarrollando en ese momento. Se realizarán en forma sorpresiva al comienzo o
final de la clase. Una de estas pruebas será usada como evaluación diagnóstica
inicial para conocer el nivel con que los alumnos acceden al curso.
b) Evaluación Final (Examen Final) : será de carácter teórico-práctico analizando
especialmente el criterio del alumno, priorizando el concepto en los temas teóricos y
evaluando el criterio del alumno para los problemas prácticos que le presente la mesa
examinadora incluirá resolución de ejercicios y un coloquio (oral) sobre todos los
temas en general.
Como lo indica la reglamentación vigente se deberá obtener como mínimo un cuatro
(4) en este examen final para aprobar (promocionar) la materia. Sin embargo, la nota
que finalmente se consignará en el acta de Examen podrá mejorarse
significativamente (siempre a partir de los cuatro (4) puntos) al ponderarse también el
rendimiento global del alumno durante el curso en función de: su participación en las
clases, la calidad de la presentación de su Carpeta de Curso y de sus proyectos, y
fundamentalmente, de las notas obtenidas en las pruebas breves y los parciales.
CRONOGRAMA DEL CURSO
Como en las demás asignaturas anuales se dispone, según el Calendario Académico,
de 34 semanas para el dictado del curso por lo que efectivamente se planificará sobre
una base de 32 semanas útiles
Unidad Temática 1 ........................Semanas 1, 2, 3, 4 ..............................Total:
semanas ( 12 horas)
Unidad Temática 2 ........................Semanas 5, 6,7,8 y 9 ...........................Total:
semanas ( 15 horas)
Unidad Temática 3 ........................Semanas 10, 11y12 .............................Total:
semanas ( 9 horas)
Unidad Temática 4 ........................Semanas 13,14 y 15....... .....................Total:
semanas ( 3 horas)
Unidad Temática 5.........................Semanas 16,17,18,19,20,21y22............Total:
semanas ( 21 horas)
4
5
3
1
7
Unidad Temática 6 ........................Semanas 23, 24y 25 .............................Total: 3
semanas ( 12 horas)
Unidad Temática 7 ........................Semanas 26,27 y 28.............................Total: 3
semanas ( 9 horas)
Unidad Temática 8 ........................Semanas 29,30,31y 32.... .....................Total: 3
semanas ( 18 horas)
Margen de reserva para posibles ajustes u otros usos didácticos: 2 semanas (6 horas)
BIBLIOGRAFIA:
. Diagnóstico de Fallas Mediante el Análisis de Vibraciones. A. M. BIANCHI – A. A.
FASCINELLI - Nueva Librería.
-Diseño de cámaras frigoríficas DUCILO. Boletín Técnico R-3
-Manual de Refrigeración y Aire Acondicionado. Air-Conditioning and Refrigeration
Institute (ARI). Prentice Hall International - Mexico Tercera edición.
-Manual del constructor de máquinas. DUBBEL. Labor
-Transmisión del calor. Aubrey I. Brown y Marco Salvatore Trad. Gabriel AGUIRRE
CARRASCO. México Compañía E Continental 1970
-Manual de Aire Acondicionado. Carrier Air Conditioneng Company. MARCOMBO.
Boixureu Editores. Barcelona 1980.
-Programa de desarrollo Técnico. Carrier Air Company.
-Manual del Ingeniero HÜTTE Labor.
-Fundamentos de aire acondicionado. Principios de refrigeración por medios
mecánicos 1ra parte. Buenos aires 1969
-Normas IRAM N° 2502, 2509, 2567, 2573, 2582
-Transferencia de calor. Keith CORNWELL Editorial Limisa. México 1981
-Balance Térmico. Sistemas de calefacción. Aire acondicionado de GIACOMI y otros
Librería técnica Buenos Aires1984.
-Cañerías para instalaciones industriales. Sebastián Oscar Gentile. Editorial
Librería Mitre. Buenos aires 1984
-Curso de generación de frío. I N TI - 1 9 8 3.
-Jornadas de mantenimiento .INTI – CIME 1981.
-Problemas de la Termotransferencia. E:A. Krasnoscikov y A.S. Suko Moscú 1977
-Principios de la transferencia de Calor. Frank KREITH Centro regional de ayuda
Técnica. México.
-Manual Universal de la Técnica Mecánica OBERG JONES Edit LABOR
-Manual de Ingeniero Químico. John H. Perry. Uteha.
-Instalaciones de Aire acondicionado y calefacción. Néstor Pedro Quadri. Lib. Y
Edito Alsina
-Manual del técnico Frigorista. SALGADO ANTONIO PINO ED: ACRIBIA
SARAGOZA
-Mecánica de los Fluidos. STREETER, VICTOR. CECSA.
-Dinámica de los fluidos HUGGES Mc GRAW_HILL
-Distribución de vapor. SARCO
-Instalaciones Frigoríficas. P.J.RAPIN- MARCOMBO BORIEAUX EDITORES
-Filosofía y Técnica del Mantenimiento preventivo. Raúl e Tizio Sociedad Argentina
de Organización Industrial 1970.
-Jornadas de Mantenimiento. UTN.
-Instalaciones de Tuberías Piping en Plantas industriales. Escuela superior de
Ingenieros Ind . Univ. Politécnica de Madrid.
-Manual de Fórmulas y Datos Esenciales de Transferencia de Calor para
Ingenieros .H.Y.WONG. Bs. As.Génesis.
-Técnica de la instalaciones frigoríficas Industriales. Luis Teodoro Bs. As. Zamaro.
-Ventilación Industrial y Control de la Polución ARCHIBALD JOSEPH MANCITIRE
Edit. Gunabara.
-Refrigeración y Aire acondicionado WILBERT F STOECKER – JEROLD W.
JONES McGraw Hill
-Refrigeración Juan Antonio Ramirez CEAC
-Calefacción Martín Llorens CEAC
-Aire Acondicionado Angel Luis Miranda CEAC
-Formulario del Frío Rapin, P JacquardMexico Alfaomega
2001
-Tecnología de la refrigeración y el aire acondicionado T1 Whitman, Wiliam C
Jonson Wiliam Paraninfo M.
-Tecnología de la refrigeración y el aire acondicionado T2 Whitman, Wiliam C
Jonson Wiliam M Paraninfo.
-Tecnología de la refrigeración y el aire acondicionado T3 Whitman, Wiliam C
Jonson Wiliam M Paraninfo
-Tecnología de la refrigeración y el aire acondicionado T4 Whitman, Wiliam C
Jonson Wiliam M Paraninfo