351ticos de las unidades de aprendizaje) - fime.uanl.mx sintéticos.pdf · evidencia nivel iii...

Programas Sintéticos de las Unidades de Aprendizaje

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN

Maestría en Ciencias de la Ingeniería con orientación en Energía Térmica y

Renovables

PROGRAMA SINTÉTICO

1.-Clave y nombre de la Unidad de Aprendizaje

2.- Frecuencia Semanal: horas de trabajo presencial:

3.- Horas de trabajo extra aula por semana:

4.- Modalidad: Escolarizada No escolarizada Mixto

5.- Periodo académico: Semestral Tetramestral Modular

6.- LGAC: Nuevos Sistemas Energéticos

7.- Ubicación semestral:

8.- Área Curricular: Formación básica

9.- Créditos:

10.- Requisito:

11.- Fecha de elaboración:

12.- Fecha de la última actualización:

13.-Responsable (es) del diseño:

14.- Perfil de egreso vinculado a la Unidad de Aprendizaje:

El egresado de esta unidad de aprendizaje contará con las habilidades y conocimiento para llevar a

cabo el desarrollo de estrategias del uso y aplicación de las fuentes renovables de energía, así

como sus aplicaciones e impactos medio ambientales.

MEC ETR B 5001 Tecnologías de las Energías Renovables

3

9

x

x

1

6

Ninguna

Dra. Elvira Martínez García, Dr. Max Salvador Hernández

Ninguno

02/Julio/2012

15.- Competencias generales a que se vincula la Unidad de Aprendizaje:

Declaración de la competencia general vinculada a la unidad de

aprendizaje

Evidencia

CG 1 Resúmenes y exposición de temas relacionados a la materia

CG 10 Presentación de una propuesta de solución

sustentable a una demanda específica

CG 15 Presentación de una propuesta de tipo multidisciplinario

16.- Competencias específicas y nivel de dominio a que se vincula la unidad de aprendizaje:

COMPETENCIAS

ESPECIFICAS DECLARACIÓN

Competencias

especificas del

programa de estudios

de la Maestría en

Ciencias de la Ingeniería

con Orientación en

Energías Térmica y

Renovables

CE1.- Analiza sistemas térmicos mediante leyes fundamentales de conservación que describen su desempeño. CE2.- Modela fenómenos físicos mediante técnicas experimentales y métodos computacionales que ocurren en sistemas térmicos y sistemas propulsivos para predecir comportamientos bajo condiciones específicas. CE3.- Optimiza sistemas térmicos y sistemas propulsivos bajo diferentes demandas específicas de operación y de diseño con la finalidad de minimizar consumos energéticos. CE4.- Diseña sistemas para la obtención de energía provenientes de fuentes renovables para su aplicación en sistemas térmicos y sistemas de propulsión CE5.- Evaluación del uso de fuentes de energías, renovables y no renovables, en sistemas térmicos y

sistemas propulsivos con la finalidad de seleccionar aquella que ofrezca el mejor uso de los recursos

disponibles

Competencia

Especifica

Nivel I

Inicial

Evidencia Nivel II

Básico

Evidencia Nivel III

Autónomo

Evidencia Nivel IV

Estratégico

Evidencia

CE 5 X

Identifica los beneficios y desventajas

del uso de las energías

renovables y no renovables

X Analiza el uso de energías

renovables y no

renovables en sistemas térmicos o propulsivos

atendiendo a la

disponibilidad de recursos

17.- Contenido de la Unidad:

1. Introducción a las energías renovables 1.1. Energía y potencia 1.2. Conservación de la energía 1.3. Formas de energía 1.4. Conversión y eficiencia

2. Energía térmica solar

2.1. Introducción 2.2. Calentamiento solar 2.3. Aplicaciones de la energía solar 2.4. Calentamiento solar activo 2.5. Calentamiento solar pasivo 2.6. Motor térmico solar y generación de electricidad

3. Energía solar fotovoltaica 3.1. Introducción a las celdas fotovoltaicas (CFV) 3.2. Principios básicos de las CFV de silicón 3.3. CFV cristalinas 3.4. CFV de película delgada 3.5. Características eléctricas de las CFV de silicón 3.6. Costo de la energía fotovoltaica 3.7. Seguridad e Impacto ambiental

4. Energía hidroeléctrica

4.1. Introducción 4.2. Descripción general 4.3. Almacenamiento de energía y disponibilidad 4.4. Historia de la potencia hidroeléctrica 4.5. Tipos de plantas hidroeléctricas 4.6. Mini hidroeléctrica 4.7. Consideraciones ambientales

5. Energía mareomotriz

5.1. Introducción 5.2. La naturaleza del recurso 5.3. Principios físicos de la energía de las olas 5.4. Tecnología 5.5. Impacto ambiental 5.6. Futuro de la energía mareomotriz

6. Energía del viento

6.1. Introducción 6.2. El viento 6.3. Turbinas de viento 6.4. Aerodinámica de las turbinas de viento 6.5. Energía y potencia de las turbinas de viento

7. Energía geotérmica 7.1. La energía geotérmica 7.2. Recursos de energía geotérmica 7.3. Tecnología para la explotación de la energía geotérmica 8. Bioenergía

8.1. Introducción 8.2. Bioenergía pasado y presente 8.3. Combustible de biomasa 8.4. Combustión de biocombustible sólido 8.5. Producción de biocombustible gaseoso 8.6. Producción de biocombustible líquido 8.7. Beneficios ambientales 8.8. Futuro de los biocombustibles

8. Integración

9.1. Introducción 9.2. Sistemas de energía existentes en México 9.3. Sistemas de energía existentes en el mundo 9.4. Es la energía renovable el sustituto de la energía actual 9.5. Promoción de las energías renovables 9.6. Escenarios

9.7. Conclusiones

18.- Producto integrador de aprendizaje:

Ponderación (%)

TOTAL Proyecto Participación Asistencia Tareas Examen

0 40 0 40 20 100

19.- Fuentes de apoyo y consulta:

1. Godfrey Boyle, Renewable Energy Power for a Sustainable Future. 2nd Ed., Oxford, 2004.

2. Godfrey Boyle, Bob Everett, Janet Ramage, Energy Systems and Sustainability. Oxford, 2003.

3. Bent Sorensen, Renewable energy. 3th Ed., Elsevier Academic Press, 2004.

4. Roger Perman, Michael S. Common, James McGilvray, Ma Yue, Natural Resource and Environmental Economics. 3th Ed., Pearson, 2003.

5. Nick Hanley, Jason F. Shogren, Ben White, An Introduction to Environmental Economics. Oxford, 2001.

6. E. I. Newman, Applied Ecology and Environmental Management: A Scientific Basis for Management of Biological Resources. 2nd Ed., Blackwell science Ltd. 2000.

7. Timothy O'Riordan, Environmental Science for Environmental Management. 2nd Ed., Prentice Hall, 2000.



Renovables

PROGRAMA SINTÉTICO






6.- LGAC: Análisis Modelado y Optimización de Máquinas Térmicas, Nuevos Sistemas Energéticos



9.- Créditos:

10.- Requisito:




14.- Perfil de egreso vinculado a la Unidad de Aprendizaje: El egresado de esta unidad de aprendizaje aplicará las leyes de la termodinámica para el análisis

de los procesos de transformación de energía, trabajo, ciclos de potencia y exergía.

MEC ETR B 5002 Termodinámica

3

x

9

x

1

6

Ninguno

Ninguna

M.C. Miguel García Yera, Dr. Arturo Morales Fuentes

02/Julio/2012



aprendizaje Evidencia


CG 10 Presentación de una propuesta de solución sustentable a una demanda específica



COMPETENCIAS


Competencias

específicas del


de la Maestría en


con Orientación en


Renovables



disponibles

Competencia

Especifica

Nivel I

Inicial Evidencia

Nivel II

Básico Evidencia

Nivel III

Autónomo Evidencia

Nivel IV

Estratégico Evidencia

CE 1 X

Reconoce las leyes

fundamentales de

conservación

X

Interpreta sistemas térmicos

mediante las leyes

fundamentales de

conservación

X

Resuelve y analiza el

comportamiento de sistemas

térmicos

X

Evalúa el desempeño de sistemas

térmicos


1. Introducción 1.1 Reseña histórica de la termodinámica 1.2 Panorama general de la termodinámica

2. La primera ley de la termodinámica 2.1 Trabajo 2.2 Calor 2.3 La primera ley en sistemas cerrados 2.4 La primera ley en sistemas abiertos

3. La segunda ley de la termodinámica 3.1 La segunda ley en sistemas cerrados 3.2 La segunda ley en sistemas abiertos 3.3 El principio de la máxima entropía y mínima energía

4. Sistemas de una sola fase 4.1 Condiciones de equilibrio 4.2 Las relaciones fundamentales 4.3 Propiedades extensivas e intensivas 4.4 La ecuación de Euler 4.5 La relación Gibds-Duhem 4.6 Las relaciones de Maxwell 4.7 Mezclas de gas ideal 4.8 Mezclas de gas real

5. Sistemas multifase 5.1 El principio de la mínima energía 5.2 El principio de la mínima entalpía 5.3 El principio de la energía libre de Helmholtz 5.4 El principio de la energía libre de Gibbs 5.5 Diagramas de fase 5.6 Estados correspondientes

6. Sistemas químicos reactivos 6.1 Equilibrio 6.2 Reacciones químicas 6.3 Afinidad 6.4 Reacciones irreversibles 6.5 Combustión en flujo estable 6.6 La exergía química de los combustibles 6.7 Combustión a volumen constante

7. Generación de potencia 7.1 Condiciones de máxima potencia 7.2 Irreversibilidades externas 7.3 Irreversibilidades internas 7.4 Plantas de potencia de vapor 7.5 Plantas de potencia de gas 7.6 Ciclos combinados

8. Refrigeración 8.1 La expansión Joule-Thomson 8.2 El trabajo de expansión 8.3 El ciclo Brayton

8.4 Enfriamiento intermedio óptimo 8.5 Licuefacción 8.6 Refrigeración magnética


Ponderación (%)


0 40 0 40 20 100


1. A. Bejan, Advanced Engineering Thermodinamics. 2nd edition, John Wiley & Sons, Inc.

1997.

2. M. J. Moran, Availability Analysis, A Guide to Efficient Energy Use. Prentice Hall,

Englewood Cliffs, NJ, 1982.

3. J. B. Jones, R. E. Dugan, Ingeniería Termodinámica. Prentice Hall, 1997.

4. Michael J. Moran, Howard N. Shapiro, Fundamentos de Termodinámica Técnica. 2a

edición, Reverté, 2004.

5. Merle C. Potter, Craig W. Somerton, Termodinámica para Ingenieros. Mc. Graw Hill, 2004.

6. Russell, Lynn D., George A. Adebiyi, Classical Thermodynamics. Saunders Filadelfia, 1993

7. Wark, Kenneth, Thermodynamics. 5a Edición, Mc. Graw Hill, Nueva Cork 1988

8. Atkins P. W., The Second Law. Scientific American Books, New York, 1984

9. Daubert Thomas E, Chemical Engineering Thermodynamics. Mc. Graw Hill, New York, 1985



Renovables

PROGRAMA SINTÉTICO








8.- Área Curricular: Formación avanzada

9.- Créditos:

10.- Requisito:




14.- Perfil de egreso vinculado a la Unidad de Aprendizaje: El egresado de esta unidad de aprendizaje conocerá y aplicará los métodos matemáticos

avanzados que le permitan enfrentar y dar solución a problemas complejos de interés en el campo

de la ingeniería y las ciencias.

MEC ETR A 5003 Matemáticas Aplicadas

3

9

x

x

1

6

Ninguna

Dra. Verónica Almaguer Cantú, Dr. Santos Méndez Díaz

Ninguno

02/Julio/2012



aprendizaje

Evidencia


CG 2 Expresa las teorías en ejercicios básicos de aplicación

CG 11 Presentación de actividades consistentes con la ética y los valores promovidos por la UANL

CG 13 Expone casos teóricos y prácticos con argumentos fundamentados y liderazgo


COMPETENCIAS


Competencias

especificas del


de la Maestría en


con Orientación en


Renovables



disponibles.

Competencia

Especifica

Nivel I

Inicial

Evidencia Nivel II

Básico

Evidencia Nivel III

Autónomo

Evidencia Nivel IV

Estratégico

Evidencia

CE 1 X

Reconoce las leyes

fundamentales de

conservación


1. Introducción 1.1. Importancia de las matemáticas en la descripción de fenómenos naturales. 1.2. Matemáticas en la ingeniería: predicción para el diseño tecnológico.

2. Números complejos 2.1. Sistemas de numeración. 2.2. Operaciones básicas con números complejos. 2.3. Diferentes representaciones de los números complejos. 2.4. El plano complejo 2.5. Funciones complejas

3. Aplicaciones Integración 3.1. Definición. 3.2. Métodos de integración y su aplicación.

4. Análisis vectorial 4.1. Definiciones, producto escalar y vectorial. 4.2. Gradiente. 4.3. Divergencia. 4.4. Rotacional. 4.5. Teoremas de Gauss y Stokes. 4.6. Teoría de potencial. 4.7. Aplicaciones: Ley de Gauss, Ecuación de Poisson.

5. Series de Fourier 5.1. Propiedades generales 5.2. Ventajas y usos de las series de Fourier 5.3. Aplicación de las series de Fourier 5.4. Propiedades de las series de Fourier 5.5. Ortogonalidad discreta y la transformada discreta de Fourier

6. Ecuaciones diferenciales 6.1. Ecuaciones diferenciales ordinarias. 6.2. Ecuaciones diferenciales en derivadas parciales 6.3. Separación de variables. 6.4. Puntos singulares 6.5. Solución por series: método de Frobenius 6.6. Ecuación no-homogénea: funciones de Green 6.7. Soluciones numéricas

7. Teoría de Sturm-Liouville: funciones ortogonales 7.1. Ecuaciones diferenciales auto-adjuntas 7.2. Operadores Hermitianos 7.3. Ortogonalización de Gram-Smith 7.4. Completes de las eigenfunciones.

8. Funciones especiales 8.1. Introducción: Funciones polinomiales 8.2. Funciones de Bessel. 8.3. Funciones de Legendre. 8.4. Funciones de Hermite. 8.5. Funciones de Laguerre.

9. Transformadas integrales

9.1. Introducción: Transformadas en ingeniería 9.2. Transformada de Fourier 9.2.1 Teorema de inversión 9.2.2 Transformadas de derivadas 9.2.3 Teorema de convolución 9.3. Funciones de transferencia 9.4. Transformada de Laplace

9.4.1 Transformada de derivadas 9.4.2 Otras propiedades 9.4.3 Convolución o teorema de Faltung 9.4.4 Transformada inversa

9.5 Transformada de Hankel


Ponderación (%)


20 20 0 40 20 100


1. G. B. Arfken, H. J. Weber. “Mathematical methods for physicist”, Academic Press, 2001

2. K. T. Tang. “Mathematical Methods for engineers and scientist” Springer 2005

3. D. G. Duffy, “Advanced Engineering mathematics” Chapman & Hall/CRC 2003

4. H. B. Wilson, L. H. Turcotte, “Advanced mathematics and mechanics applications using

Matlab” Chapman & Hall/CRC 2003



Renovables

PROGRAMA SINTÉTICO









9.- Créditos:

10.- Requisito:




14.- Perfil de egreso vinculado a la Unidad de Aprendizaje: El egresado de esta unidad de aprendizaje conocerá y aplicará el método científico para el

desarrollo de investigación básica y aplicada, y dominará el uso de las tecnologías de la

información para el intercambio del conocimiento de frontera.

MEC ETR A 5004 Investigación Científica y Tecnológica

3

9

x

x

1

6

Ninguna

Dr. Simón Martínez Martínez, Dr. Santos Méndez Díaz

Ninguno

02/Julio/2012





CG 8 Reportes escritos basados en el uso de método científico




COMPETENCIAS


Competencias

especificas del


de la Maestría en


con Orientación en


Renovables



disponibles

Competencia

Especifica

Nivel I

Inicial

Evidencia Nivel II

Básico

Evidencia Nivel III

Autónomo

Evidencia Nivel IV

Estratégico

Evidencia

CE 1 X

Reconoce las leyes

fundamentales de

conservación

X Interpreta sistemas térmicos

mediante las leyes

fundamentales de

conservación

CE 5 X Identifica los beneficios y desventajas


renovables y

X Analiza el uso de energías

renovables y no

renovables en sistemas

no renovables térmicos o propulsivos

atendiendo a la



A ser propuesto por el profesor en turno y acorde al tema de tesis a desarrollar 18.- Producto integrador de aprendizaje:

Ponderación (%)


0 50 0 50 0 100


Acorde a la temática que se aborda en el tópico elegido para la investigación



Renovables

PROGRAMA SINTÉTICO








8.- Área Curricular: Aplicación

9.- Créditos:

10.- Requisito:




14.- Perfil de egreso vinculado a la Unidad de Aprendizaje: El egresado de esta unidad de aprendizaje dominará y aplicará los fundamentos de las técnicas

experimentales para el análisis de fenómenos presentes durante los procesos de transformación

energética, transferencia de masa y reacciones químicas. El estudiante será capaz de poner a

punto y calibrar las diversas técnicas de medida basadas en fuentes láser y de visualización, así

como llevar a cabo medidas microscópicas y microscópicas de dichos fenómenos.

MEC ETR AP 5005 Técnicas Experimentales

3

9

x

x

2

6

Ninguna

Dr. Santos Méndez Díaz, Dr. Fausto A. Sánchez Cruz

MEC ETR A 5041

02/Julio/2012




CG 5 Informe de evaluación y análisis de un caso de estudio




COMPETENCIAS


Competencias

especificas del


de la Maestría en


con Orientación en


Renovables



disponibles

Competencia

Especifica

Nivel I

Inicial Evidencia

Nivel II

Básico Evidencia

Nivel III

Autónomo Evidencia

Nivel IV


CE 5 X

Analiza el uso de energías

renovables y no


atendiendo a la



1. Determinación de especies mediante técnicas láser

1.1. Introducción a las técnicas de medida

1.2. Medidas basadas en técnicas láser

1.3. Fluorescencia inducida por láser

1.4. Comparación con modelos de química de la combustión

2. Diagnóstico del campo de flujo

2.1. Introducción

2.2. Interpretación de histogramas

2.3. Escalado de imágenes

2.4. Medida de las propiedades de transportación en partículas

3. Incandescencia inducida por láser

3.1. Introducción

3.2. Estudios básicos de LII

3.3. Análisis teórico

3.4. Calibración

3.5. Interpretación de resultados experimentales

4. Diagnóstico multiescalar en flamas turbulentas

4.1. Introducción

4.2. Consideraciones en el diseño de experimentos

4.3. Aplicaciones: simultáneas, Raman/Rayleugh/LIF

4.4. Interferencias de la fluorescencia por hidrocarbonos

4.5. Calibraciones de quemadores

5. Medidas ópticas en motores Diesel

5.1. Flujo a través de toberas

5.2. Chorros y formación de la mezcla

5.3. Auto ignición y combustión

5.4. Medida de contaminantes

5.5. Análisis óptico en cámara de combustión

6. Diagnóstico óptico en motores de gasolina

6.1. Introducción

6.2. Inyección directa en motores de gasolina

6.3. Motores con accesos ópticos

6.4. Desarrollo del campo de flujo

6.5. Formación de chorros

6.6. Vaporización y mezclado

6.7. Combustión

6.8. Formación de contaminantes

7. Diagnóstico para combustión catalítica

7.1. Introducción a la combustión catalítica

7.2. Modelado de la combustión catalítica

7.3. Desarrollo de mecanismo de reacción de superficie

7.4. Limitaciones y cambios

8. Requerimientos para el control de emisiones tóxicas

8.1. Introducción

8.2. Características del aire tóxico

8.3. Asociación de la salud humana con el aire tóxico

8.4. Necesidades de diagnóstico

8.5. Necesidades de tecnología


Ponderación (%)


60 20 0 20 0 100


1. Kohse, H. and Jay, B. J., Applied Combustion Disgnostic. Taylor and Francis, London., 2002.

2. Eckbreth, A. C., Laser Diagnostic for Combustión Temperatura and Species. Second edition, Gordon and Brench, 1996.

3. Diau, E. W. –G, Smith, G. P., Jeffries, J. B. and Crosley, D. R., HCO Concentration in Flamea Via Quantitative Lase-Induced Fluorescence, Proc. Combut. Inst, Vol 27, 1998.

4. Sitzman, J. M., Handson, R. K., DeBarben, P. A., Smith, G. P., Jeffries, J. B. and Crosley, D. R., Laser-Induced Fluorescence of Seeded Nitric Oxide as a Flame Thermometer, Appl. Phys. B, Vol 66, 1998.

5. Kamiski, C. F. and Dreier, T., investigation of Two-Photon-Induced Polarization Spectroscopy of the A-X (1,0) Transmition in Molecular Nitrogen at Elevated Pressures, Appl. Optics., Vol 39, 2000.

6. Zhao, H and Ladammatos, N, Engine Combustion Instrumentation and Diagnostics, SAE International Warradale Pa., 2001.

7. Weinberg, F. J., Advanced Combustion Methods, Academy Press, 1986.

8. Linuma, K., Asanuma, T., Ohsaw, T. and Doi, J., Laser Diagnostic and Modeling of Combustion, Springer-Verlag, 1987.

9. Lluís Mañosa Carrera, Joseph Maria Sancho Herrero Eduard Vives i Santa Eulàlia., Introducció a la física experimental: laboratori de termodinàmica. Edicions Univers Barcelona 2005.



Renovables

PROGRAMA SINTÉTICO









9.- Créditos:

10.- Requisito:




14.- Perfil de egreso vinculado a la Unidad de Aprendizaje: El egresado de esta unidad de aprendizaje reconoce la importancia de analizar sistemas térmicos asistidos por computadora, aplica los conceptos de energía y exergía para describir el desempeño de sistemas térmicos y desarrolla simulaciones con software específico en los que evalúa potenciales beneficios en términos de ahorro energético. Además desarrolla la habilidad de manejar software con seguridad y certeza y mejora su habilidad para presentar propuestas y hallazgos de manera oral y escrita.

MEC ETR AP 5006 Análisis, Modelado y Optimización de Sistemas Energéticos

3

9

x

x

2

6

Ninguna

Dr. Arturo Morales Fuentes, Dr. Fausto A. Sánchez Cruz

MEC ETR B 5002, MEC ETR A 5003

02/Julio/2012




CG 3 Documento del estado del arte obtenido mediante consulta en bases de datos

CG 12 Presenta una propuesta innovadora a una demanda específica



COMPETENCIAS


Competencias

especificas del


de la Maestría en


con Orientación en


Renovables



disponibles

Competencia

Especifica

Nivel I

Inicial Evidencia

Nivel II

Básico Evidencia

Nivel III

Autónomo Evidencia

Nivel IV

Estratégico

Evidencia

CE 2 X

Modela fenómenos

físicos mediante técnicas

experimentales y métodos

computacionales

X

Predice el comportamiento

de fenómenos físicos que

ocurren en los sistemas

térmicos y propulsivos bajo

condiciones específicas

CE 3 X

Identifica estrategias

de optimización

y condiciones

de operación

en sistemas

X

Evalúa el consumo

energético de sistemas

térmicos y sistemas

propulsivos bajo una demanda

específica

X

Minimiza el consumo



propulsivos mediante

técnicas de


propulsivos

optimización


1. Introducción

1.1. Sistemas térmicos

1.2. Conversión de energía

2. Modelado y diseño termodinámico

2.1. Introducción al modelado de sistemas térmicos

2.2. Ciclos de vida

2.3. Diseño de sistemas térmicos asistidos por computadora

3. Análisis de exergía

3.1. Exergía

3.2. Exergía física

3.3. Balance de exergía

3.4. Exergía química

3.5. Aplicaciones

4 Análisis, modelado y diseño de la transferencia de calor

4.1. Objetivo de la transferencia de calor

4.2. Conducción en sistemas complejos

4.3. Convección en sistemas complejos

4.4. Radiación en sistemas complejos

4.5. Aislamiento térmico

4.6. Flujo bifásico en intercambiadores de calor

5. Optimización de sistemas térmicos

5.1. Introducción a la optimización

5.2. Eficiencia exergética en sistemas aislados

5.3. Optimización de intercambiadores de calor

5.4. Técnicas de optimización analítica y numérica

5.5. Diseño y optimización de sistemas para la cogeneración

5.6. Optimización de sistemas complejos


Ponderación (%)


40 10 0 30 20 100


1. A. Bejan, G. Tsatsaroni, M.Moran, Thermal Design and Optimization. John Wiley & Sons,

Inc. 1995.

2. Yogesh jaluria, Design and optimization of thermal systems. Mc. Graw Hill, New York,

1998.

3. Boehm Robert F, Developments in the design of thermal system. Cambridge University

Press, 1998.

4. J. M. Douglas, Conceptual Design of Chemical Processes. Mc. Graw Hill, New York, 1988.

5. Improving Engineering Design, Designing for Competitive Advantage. (U.S. National

Research Council Committee on Engineering Design Theory and Methodologies), National

Academy Press, Washington D.C., 1991.

6. G. Taguchi, Taguchi on Robust Technology Development. ASME Press, New York, 1993.

7. E. A. Avallone and T. Burmeister, Marks' Standar Handbook for Mechanical Engineers. 9th

ed., Mc Graw Hill, New York, 1987.

8. R. H. Perry and D. Green, Chemical Engineers' Handbook. 6th ed., Mc Graw Hill, New York,

1984.

9. ASHRAE Handbook 1993 Fundamentals, American Society of Heating, Refrigerating and Air

Conditioning Engineers, Atlanta, 1993.

10. B. Linhoff, et al., A User Guide on Process Integration for the Efficient Use of Energ.,

Institution of Chemical Engineers, Rubgy, UK,1982.

11. Hodge B. K., Analysis and Design of Energy Systems. Prentice Hall, 1998.

12. Jana W. S., Design of Fluid Thermal Systems. Thompson Engineering, 1998.

13. Suryanarayana N. V., and Arici O, Design and Simulation of Thermal Systems. Mc Graw Hill,

2003.

14. Francisco Javier Rey Martínez., Eficiencia energética en edificios.

Thomson Learning Ibero, 2006.

15. Mario Aguer., Luis Jutglar, Ángel L. Miranda, Pedro Rufes., El Ahorro energético.

Ediciones Díaz de Santos, 2005.



Renovables

PROGRAMA SINTÉTICO






6.- LGAC: Análisis Modelado y Optimización de Máquinas Térmicas



9.- Créditos:

10.- Requisito:




14.- Perfil de egreso vinculado a la Unidad de Aprendizaje: El egresado de esta unidad de aprendizaje reconoce los mecanismos que gobiernan la

transferencia de calor, aplica diferentes métodos analíticos y numéricos para la resolución de

ecuaciones que describen fenómenos físicos, e implementa algunos casos para su solución

mediante software que le permite hacer una evaluación exhaustiva bajo diferentes condiciones. El

estudiante presenta de manera oral y escrita sus resultados desarrollando así su habilidad para

difundir información.

MEC ETR OPB 5007 Conducción de Calor

2

5.5

x

x

2

4

Ninguna

Dr. Arturo Morales Fuentes, Dra. Verónica Almaguer Cantú

MEC ETR B 5002

02/Julio/2012








COMPETENCIAS


Competencias

especificas del


de la Maestría en


con Orientación en


Renovables



disponibles

Competencia

Especifica

Nivel I

Inicial Evidencia

Nivel II

Básico Evidencia

Nivel III

Autónomo Evidencia

Nivel IV


CE 1 X



térmicos

X


térmicos

CE 2 X

Aplica las técnicas

experimentales y los modelos

computacionales

X

Modela fenómenos físicos mediante técnicas experimentales y

métodos computacionales


1. Introducción a la transferencia de calor

1.1 La transferencia de calor en la ingeniería

1.2 La teoría de la conducción y la teoría molecular

1.3 Fundamentos de la transferencia de calor por conducción

1.4 Derivación de la ecuación general de calor

1.5 Condiciones iniciales y de frontera

2. Conducción unidimensional en estado permanente con y sin generación de energía

2.1. Conducción de calor a través de paredes, cilindros y esferas

2.2. Coeficiente global de transferencia de calor

2.3. Resistencia térmica de contacto

2.4. Número de Biot

2.5. Superficies extendidas

3. Funciones ortogonales, expansión de Fourier y transformación finita de Fourier

3.1. Funciones ortogonales

3.2. Ecuaciones de Sturm-Liouville

3.3. Series de Fourier y Transformada finita de Fourier

3.4. Series completas de Fourier

3.5. Series de Fourier-Bessel y transformadas finitas de Hankel

4. Conducción permanente multidimensional: solución mediante separación de variables

3.1. Sistemas en estado bidimensional en coordenadas rectangulares

3.2. Sistemas en estado bidimensional en coordenadas cilíndricas

3.3. Sistemas en estado bidimensional en coordenadas esféricas

3.4. Sistemas en estado tridimensional

3.5. Relaciones de transferencia de calor

5. Conducción transitorio multidimensional: solución mediante separación de variables

5.1. Capacidad térmica concentrada

5.2. Sistemas multidimensionales

5.2.1 Enfriamiento o calentamiento:

5.2.1.1 Placas

5.2.1.2 Cilindros

5.2.1.3 Esferas

5.3. Cambio periódico de temperatura en superficies

6. Soluciones mediante transformación integral

6.1. Transformada finita de Fourier

6.2. Transformada de Fourier en un intervalo semi-infinito

6.3. Estado transitorio tridimensional en coordenadas rectangulares, cilíndricas y

esféricas

6.4. Transformada de Henkel

7. Soluciones mediante transformada de Laplace

7.1. Definición de la transformada de Laplace

7.2. Algunas propiedades de la trasformada de Laplace

7.3. La transformada inversa de Laplace

7.4. La transformada de Laplace para coordenadas: rectangulares, cilíndricas, esféricas

y sólidos semi-infinitos

8. Soluciones numéricas

8.1. Solución de ecuaciones diferenciales finitas

8.2. Método de relajación

8.3. Método de la matriz inversa

8.4. Método de eliminación Gaussiana

8.5. Método explicito

8.6. Método implícito

8.7. Método de Crack-Nicolson


Ponderación (%)


30 10 0 40 20 100


1. Sadik Kakaç and Yaman Yener, Heat Conduction. Third edition, Taylor & Francis.

Washington, D. C., 1993.

2. Venedat, S. A., Conduction Heat Transfer. Third edition, Addison-Wesley Publishing

Company. Michigan. 1966.

3. Incropera, F. P, Dewitt, D. P., Bergam, T. L. and Lavine, A. S., Fundamentals of Heat

Conduction and Mass Transfer. Third edition, John Wiley & Sons. USA. 2007.

4. Çengel, Y. A., Heat Transfer A Practical Approach. First edition, McGraw-Hill. USA, 1998.

5. Latif M. Jiji., Heat Transfer Essentials. Second edtion, Begell House Inc. 2002

6. R. W. Lewis, Perumal Nithiarasu, Kankanhalli N. Seetharamu., Fundamentals of the Finite

Element Method for Heat and Fluid Flow. Wiley 2004.

7. Frank Paul Incropera., Fundamentals of Heat and Mass Transfer. Wiley 2006



Renovables

PROGRAMA SINTÉTICO









9.- Créditos:

10.- Requisito:




14.- Perfil de egreso vinculado a la Unidad de Aprendizaje: El egresado de esta unidad de aprendizaje aplicará los fundamentos teóricos en la explotación de la energía solar térmica, además de que contará con los conocimientos necesarios para evaluar técnicamente la factibilidad de la aplicación de esta energía renovable en sistemas de uso doméstico e industrial. El estudiante estará en la posibilidad de plantear estrategias para mejorar el uso de energías con bajo impacto ambiental.

MEC ETR OPB 5008 Fundamentos de Energía Solar Térmica

2

5.5

x

x

2

4

Ninguna


MEC ETR B 5001

02/Julio/2012








COMPETENCIAS


Competencias

especificas del


de la Maestría en


con Orientación en


Renovables



disponibles

Competencia

Especifica

Nivel I

Inicial Evidencia

Nivel II

Básico Evidencia

Nivel III

Autónomo Evidencia

Nivel IV


CE 1 X

Reconoce las leyes

fundamentales de

conservación

X


mediante las leyes

fundamentales de

conservación

X



térmicos

X


térmicos

CE 5 X

Identifica los beneficios y desventajas


X

Propone el uso de sistemas térmicos o sistemas

propulsivos


atendiendo a las demandas

específicas


1. Radiación Solar

1.1 La constante de radiación solar

1.2 La distribución del espectro de la radiación extraterrestre

1.3 Dirección de la radiación directa

1.4 Ángulos de seguimiento de superficies

1.5 Relación entre la radiación sobre superficies inclinadas y horizontales

1.6 Sombreado

1.7 Radiación extraterrestre sobre una superficie horizontal

1.8 Radiación solar disponible

1.9 Instrumentos de medición

1.10 Radiación solar media

1.11 Radiación directa y difusa

2. Transferencia de Calor

2.1 Espectro electromagnético

2.2 Cuerpo negro

2.3 Intensidad y flujo de radiación

2.4 Intercambio de radiación infrarroja entres superficies grises

2.5 Radiación celeste

2.6 Transferencia de calor por radiación térmica

2.7 Convección natural

2.8 Convección forzada

2.9 Intercambiadores de calor

3. Radiación sobre cuerpos opacos

3.1 Absortancia, emitancia y reflectancia

3.2 Medición de las propiedades de radiación de una superficie

3.3 Superficies selectivas

3.4 Dependencia angular de la absortancia solar

3.5 Superficie reflectora especular

4. Radiación a través de cuerpos translúcidos

4.1 Reflexión de la radiación

4.2 Absorción en cuerpos translúcidos

4.3 Transmitancia de la radiación difusa

4.4 Relación Transmitancia - Absortancia

4.5 Efectos de capas superficiales sobre la transmitancia

4.6 Radiación solar absorbida

4.7 Absortancia de recintos

5. Colectores solares de placa plana

5.1 Balance de energía en colectores solares planos simples

5.2 Distribución de la temperatura en los colecores solares planos

5.3 Coeficiente global de pérdida de calor

5.4 Factor de eficiencia del colector

5.5 Factor de remoción de calor y factor de flujo

5.6 Nivel crítico de radiación

5.7 Relación transmitancia-absortancia efectiva

5.8 Efecto de la capacidad térmica

5.9 Medición de la eficiencia del colector

5.10 Caracterización del colector

5.11 Prueba de los colectores

6. Concentradores solares

6.1 Relación de concentración

6.2 Desempeño térmico y óptico

6.3 Arreglos de cilindros

6.4 Eficiencia de colectores CPC

6.5 Modificación del ángulo de incidencia y balances de energía

6.6 Concentradores parabolides

6.7 Colectores de receptor central

7. Almacenamiento de energía

7.1 Carga del proceso y salida del colector

7.2 Almacenamiento de energía y agua

7.3 Almacenamiento en tanques

7.4 Almacenamiento estacional

7.5 Almacenamiento de energía mediante cambio de fase

7.6 Almacenamiento de energía química


Ponderación (%)


20 30 0 30 20 100


1. ASHRAE/ASTM Methods of Testing to Determine the Thermal Performance of Solar Collectors. American Society of Heating. Refrigerating, and Air Conditioning Engineer, Atlanta, GA (2003).

2. Duffie, J. A., Beckman, W. A. Solar Engineering of Thermal Processes. Third edition, John Wiley and Sons (2003).

3. TRSYS Users Manual Ver. 16, University of Wisconsin Solar Energy Laboratory (2005).

4. Gillet W. B., Moon, J. E. Solar Collectors, Test Methods and Design guidelines. Reidel, Dordrecht (1985).

5. ASHRAE. Fundamentals Handbook. ASHRAE, Atlanta, GA (2005). 6. Anderson E.E., Fundamentals of Solar Energy Coversion. Addison-Wesley, Reading MA

(1982) 7. Iqbal, M. An Introduction to Solar Radiation, Academic, Toronto (1983). 8. Agnihotri, O.P., Gupta, B.K., Solar selective Surfaces, Wiley New York (1981).



Renovables

PROGRAMA SINTÉTICO









9.- Créditos:

10.- Requisito:




14.- Perfil de egreso vinculado a la Unidad de Aprendizaje: El egresado de esta unidad de aprendizaje conocerá los fundamentos teóricos de la dinámica de

fluidos avanzada. Empleará los conocimientos adquiridos en esta unidad en el análisis y la solución

de problemas complejos que involucran el transporte de cantidad de movimiento, calor y masa.

MEC ETR OPA 5009 Flujo Viscoso

2

5.5

x

x

2

4

Ninguna

Dr. Santos Méndez Díaz, Dr. Fausto A. Sánchez Cruz


02/Julio/2012



aprendizaje

Evidencia

CG 2 Expresa las teorías en ejercicios básicos de aplicación




COMPETENCIAS


Competencias

especificas del


de la Maestría en


con Orientación en


Renovables



disponibles

Competencia

Especifica

Nivel I

Inicial Evidencia

Nivel II

Básico Evidencia

Nivel III

Autónomo Evidencia

Nivel IV


CE 1 X

Reconoce las leyes

fundamentales de

conservación

X


mediante las leyes

fundamentales de

conservación


1. Conceptos preliminares

1.1. Reseña histórica del desarrollo de la dinámica de fluidos

1.2. Algunos ejemplos de flujos viscosos

1.3. Propiedades de los fluidos

2. Ecuaciones fundamentales del flujo de fluidos viscosos

2.1. Medio continuo

2.2. Descripción Lagrangiana y Euleriana del movimiento

2.3. Ecuaciones fundamentales

2.4. Ecuación de conservación de la materia

2.5. Ecuación de conservación de la cantidad de movimiento

2.6. Ecuación de conservación de la energía

2.7. Sistemas de coordenadas no ortogonales

2.8. Carácter matemático de las ecuaciones fundamentales

2.9. Condiciones de frontera

2.10. Adimensionalización de las ecuaciones fundamentales

2.11. Formas especiales de las ecuaciones básicas

2.12. Introducción al análisis de escala

3. Soluciones analíticas para el flujo de fluidos newtonianos

3.1. Flujos de Couette

3.2. Flujos de Poiseuille

3.3. Flujos no permanentes en conductos

3.4. Flujos no permanentes con fronteras móviles

3.5. Flujos con succión e inyección

3.6. Flujos cortantes por vientos

3.7. Soluciones por el método de semejanza

3.8. Flujos a bajos número de Reynolds

3.9. Teoría de la lubricación

4. Capa límite laminar

4.1. Introducción

4.2. Análisis de Von Kármán usando las ecuaciones integrales

4.3. Ecuaciones para la capa límite laminar

4.4. Flujos permanentes en dos dimensiones usando el método de semejanza

4.5. Capa límite en flujos cortantes

4.6. Métodos integrales para capa límite

4.7. Capa límite en convección natural

5. Estabilidad del flujo laminar

5.1. Introducción

5.2. Estabilidad linealizada de flujo viscoso paralelo

5.3. Efectos paramétricos en la teoría lineal de la estabilidad.

5.4. Transición a la turbulencia

5.5. Predicción de la transición a la turbulencia

6. Flujo turbulento incompresible

6.1. Descripción física y matemática de la turbulencia

6.2. Las ecuaciones de Reynolds del movimiento turbulento

6.3. Ecuaciones de la capa límite turbulenta bidimensional

6.4. Perfiles de velocidad: Capas interna, externa y traslapadas

6.5. Flujo turbulento en conductos circulares y canales

6.6. Capa límite turbulenta sobre una placa plana

6.7. Modelado de la turbulencia en flujo bidimensional

6.8. Análisis de capas límite turbulentas con gradiente de presión

6.9. Turbulencia en chorros, estelas y capas de mezclado


Ponderación (%)


40 0 0 40 20 100


1. Currie, I. G., Fundamental Mechanics of Fluids. Third edition, Marcel Dekker Inc. N. Y.,

2002.

2. White, F. M., Viscous Fluid Flow. Third edition, McGraw-Hill, 2005.

3. Brodkey, R. S., The Phenomena of Fluid Motions. Dover Publications Inc., 1995.

4. Schlichting, H., Boundary layer theory. 8th edition, Springer-Verlag, 2000.

5. Batchelor, C. K., An introduction to fluid dynamics. Cambridge University Press, 2000.

6. Milne-Thompson, L. M., Theoretical Hydrodynamics. Dover Publications Inc., 1996.

7. Panton, R. L., Incompressible flow. Second edition, John Wiley and Sons, 1996.

8. Landau, L. D. Y Lifshitz, E. M., Fluid Mechanics. Second edition, Reed Educational and

Professional Publishing Ltd., 2000.

9. Aris, R., Vectors, tensors and the basic equations of fluid mechanics. Dover Publications

Inc., 1989.

10. Mase, G. E. y Mase, G. T., Continuum Mechanics for Engineers. Second edition, CRC Press

LLC, 1999.

11. Kundu, P. K. y Cohen, I. M., Fluid Mechanics. Third edition, Elsevier Academic Press, 2004.

12. Drazin, P. G., Introduction to hydrodynamic stability. Cambridge University Press, 2002.

13. Pope, S. B., Turbulent flows. Cambridge University Press, 2000



Renovables

PROGRAMA SINTÉTICO









9.- Créditos:

10.- Requisito:




14.- Perfil de egreso vinculado a la Unidad de Aprendizaje: El egresado de esta unidad de aprendizaje conocerá los aspectos fundamentales y aplicados de la

dinámica de flujos gaseosos. Aplicará las metodologías teóricas y experimentales de la

aerodinámica de flujos incompresibles y compresibles en el análisis de sistemas térmicos y

sistemas propulsivos. Contará con los conocimientos necesarios para realizar actividades de

investigación que le permitan evaluar necesidades específicas de diseño y proponer soluciones

prácticas para el uso de energías renovables y no renovables en sistemas térmicos y sistemas

propulsivos.

MEC ETR OPA 5010 Dinámica de Gases

2

5.5

x

x

3

4

Ninguna

Dr. Fausto A. Sánchez Cruz, Dr. Santos Méndez Díaz


02/Julio/2012









COMPETENCIAS


Competencias

especificas del


de la Maestría en


con Orientación en


Renovables



disponibles

Competencia

Especifica

Nivel I

Inicial Evidencia

Nivel II

Básico Evidencia

Nivel III

Autónomo Evidencia

Nivel IV


CE 1 X



térmicos

X

Evalúa el desempeño de

sistemas térmicos

CE 2 X

Modela fenómenos



computacionales

X







1. La Capa Límite

1.1 Introducción

1.2 Propiedades de la capa límite

1.3 Ecuaciones de la capa límite

1.4 Métodos de solución de la capa límite

1.5 Capa límite laminar

1.6 Flujo incompresible sobre una placa límite

1.7 Método de la Temperatura de Referencia

1.8 Calentamiento aerodinámico en el punto de estancamiento

1.9 Capa límite sobre cuerpos de geometría arbitraria

1.10 Capa límite turbulenta

1.11 Capa límite turbulenta en placa plana

1.12 Modelado de la turbulencia en la capa límite

2. Flujo Compresible

2.1 Termodinámica de gases

2.2 Ecuaciones del flujo compresible sin viscosidad

2.3 Propiedades del flujo de estancamiento

2.4 Ondas de choque normales

2.5 Medición de la velocidad en un flujo compresible

2.6 Ondas de choque oblicuas

2.7 Reflexión e interacción de ondas de choque

2.8 Ondas de expansión de Prandtl-Meyer

2.9 Flujo supersónico alrededor de cuerpos aerodinámicos

2.10 Flujo Compresible Cuasi-unidireccional

2.11 Flujo compresible en toberas y difusores

3. Teoría Lineal del Flujo Compresible Subsónico

3.1 Ecuación del potencial de velocidad

3.2 Ecuación linealizada del potencial de velocidad

3.3 Corrección de la compresibilidad

3.4 Número de Mach crítico

3.5 La barrera del sonido

3.6 La regla del área

4. Teoría linealizada del flujo supersónico

4.1 Ecuación linealizada del coeficiente de presión supersónico

4.2 Perfiles aerodinámicos supersónicos

4.3 Arrastre en perfiles aerodinámicos supersónicos

5. Teoría no lineal del flujo supersónico

5.1 Método de las características

5.2 Diseño de toberas supersónicas

5.3 Método de las diferencias finitas

5.4 Técnica de la Dependencia Temporal


Ponderación (%)


40 10 0 30 20 100

19.- Fuentes de apoyo y consulta: Acorde a la temática abordada según el área del conocimiento que se desea fortalecer.



Renovables

PROGRAMA SINTÉTICO









9.- Créditos:

10.- Requisito:




14.- Perfil de egreso vinculado a la Unidad de Aprendizaje:

El egresado de esta unidad de aprendizaje dominará los conocimientos de un tema de actualidad

afín al área de la maestría en Ciencias de la Ingeniería, el cual es propuesto por un profesor

experto en el área. El egresado adquiere una formación integral para aplicar metodologías y

técnicas en la solución y desarrollo de propuestas en el área de la energía térmica y renovable.

.

MEC ETR OPA 5011 Tópico Selecto

2

5.5

x

x

2

4

Ninguna

M.C. Miguel García Yera, Dr. Max Salvador Hernández

MEC ETR A 5004

02/Julio/2012









COMPETENCIAS


Competencias

especificas del


de la Maestría en


con Orientación en


Renovables



disponibles

Competencia

Especifica

Nivel I

Inicial Evidencia

Nivel II

Básico Evidencia

Nivel III

Autónomo Evidencia

Nivel IV


CE 3 X

Identifica el efecto

del diseño en el

consumo energético

de los sistemas


propulsivos

X

Evalúa el consumo



propulsivos bajo una demanda específica


A ser propuesto por el profesor en turno para fortalecer los conocimientos en áreas afines a la

línea de investigación donde el estudiante se está desarrollando.


Ponderación (%)


40 20 0 40 0 100

19.- Fuentes de apoyo y consulta: Acorde a la temática abordada según el área del conocimiento que se desea fortalecer.



Renovables

PROGRAMA SINTÉTICO









9.- Créditos:

10.- Requisito:




14.- Perfil de egreso vinculado a la Unidad de Aprendizaje: El egresado de esta unidad de aprendizaje aplicará los fundamentos de las técnicas empleadas

para la solución computacional de problemas que involucran fenómenos de transporte de

cantidad de movimiento, calor y masa. El egresado planteará la solución de problemas complejos

utilizando los métodos numéricos que permiten la simulación computacional de los procesos que

toman lugar en la transferencia de calor y masa.

MEC ETR OPAP 5012 Métodos Numéricos

2

5.5

x

x

3

4

Ninguna

Dr. Fausto A. Sánchez Cruz, Dra. Elvira Martínez García

MEC ETR A 5003

02/Julio/2012








COMPETENCIAS


Competencias

especificas del


de la Maestría en


con Orientación en


Renovables

CE1.- Analiza sistemas térmicos mediante leyes fundamentales de conservación que describen su desempeño. CE2.- Modela fenómenos físicos mediante técnicas experimentales y métodos computacionales que ocurren en sistemas térmicos y sistemas propulsivos para predecir comportamientos bajo condiciones específicas. CE3.- Optimiza sistemas térmicos y sistemas propulsivos bajo diferentes demandas específicas de operación y de diseño con la finalidad de minimizar consumos energéticos. CE4.- Diseña sistemas para la obtención de energía provenientes de fuentes renovables para su aplicación en sistemas térmicos y sistemas de propulsión. CE5.- Evaluación del uso de fuentes de energías, renovables y no renovables, en sistemas térmicos y


disponibles.

Competencia

Especifica

Nivel I

Inicial Evidencia

Nivel II

Básico Evidencia

Nivel III

Autónomo Evidencia

Nivel IV


CE 2 X

Reconoce el uso de las técnicas experimentales y los modelos

computacionales como

herramientas de modelado

X

Aplica las técnicas

experimentales y los modelos

computacionales

X

Modela fenómenos



computacionales


1. Introducción 1.1. La dinámica de fluidos computacional 1.2. Características de los métodos numéricos 1.3. Clasificación de las ecuaciones involucradas en la dinámica de fluidos 1.4. Modelos matemáticos simples unidimensional y bidimensional

1.5. Discretización de un medio continuo. Error de truncamiento. 2. Fundamentos matemáticos del método de los volúmenes finitos 2.1. Definición de un volumen finito 2.2. Formulación de las ecuaciones discretas usando volúmenes finitos 2.3. Determinación de los flujos a través de las fronteras del volumen finito 2.4. Influencia de la discretización sobre el error de la solución. 3. Método de los volúmenes finitos aplicado a problemas transitorios de transporte de calor y masa.

3.1. Discretización espacial de una ecuación elíptica bidimensional. 3.2. Discretización temporal. 3.3. Métodos explícitos para la discretización de la variable temporal 3.4. Métodos implícitos para la discretización de la variable temporal

4. Análisis de los esquemas numéricos 4.1. Consistencia 4.2. Estabilidad 4.3. Convergencia

5. Estabilidad numérica 5.1. Inestabilidad dinámica 5.2. Inestabilidad monótona 5.3. Análisis de Von Neumann 6. Análisis de las características de las ecuaciones discretas 6.1. Uso de series de Fourier para determinar la exactitud de la discretización 6.2. Análisis de problema de convección pura 6.3. Disipación numérica 6.4. Difusión numérica 6.5. Análisis de los esquemas de discretización explícitos e implícitos 6.6. Análisis de los esquemas de discretización UPWIND y diferencias centrales 7. Algoritmos para la solución de ecuaciones algebraicas 7.1. Solución numérica de un problema bidimensional parabólico 7.2. Solución numérica de un problema bidimensional elíptico 7.3. Manejo de las no linealidades en la solución numérica 7.4. Método directo usando el algoritmo de la matriz tridiagonal 7.5. Método iterativo de Gauss-Seidel 7.6. Método iterativo SOR 7.7. Método iterativo de línea 8. Solución numérica de flujos elípticos 8.1. Ecuaciones diferenciales de conservación de masa y cantidad de movimiento 8.2. Discretización del dominio 8.3. Discretización de las ecuaciones de la cantidad de movimiento 8.4. Derivación de la ecuación de corrección de la presión 8.5. Condiciones de frontera 8.6. Bajo relajación 8.7. Criterios de convergencia 8.8. Algoritmo SIMPLE

8.9. Algoritmo SIMPLER 9. Problemas con la interpolación de las variables en las paredes de los volúmenes de control 9.1. Dificultades con esquemas UPWIND y diferencias centrales 9.2. Interpolación QUICK 9.3. Interpolación QUICKEST 9.4. Estabilidad de los esquemas QUICK


Ponderación (%)


60 20 0 20 0 100


1. Patankar, P. J., Numerical heat transfer and fluid flow. Taylor and Francis, 1980.

2. Versteeg, H. K. y Malalasekera, W., An introduction to computational Fluid Dynamics. The

finite volume method. Pearson, 1999.

3. Tannehill, J. C., Anderson, D. A. y R. H. Pletcher. Computational fluid mechanics and heat

transfer, Second edition. Taylor and Francis,1997.

4. Hirsch, C., Numerical computation of internal and external flows, Volume 1, Fundamentals

of numerical Discretization. John Wiley and Sons, 1988.

5. Hirsch, C., Numerical computation of internal and external flows, Volume 2, Computational

methods for inviscid and viscous flows. John Wiley and Sons, 1988.

6. Date, A. W., Introduction to computational fluid dynamics. Cambridge University Press,

2005.

7. Chung, T. J., Computational fluid dynamics. Cambridge University Press, 2002.

8. Fletcher, C. A. J., Computational techniques for fluid dynamics 1, Fundamental and general

techniques, Second edition. Springer-Verlag, 1991.

9. Fletcher, C. A. J., Computational techniques for fluid dynamics 2, Specific Techniques for

Different Flow Categories. Springer-Verlag, 1991.

10. Thompson, J. F., Numerical grid generation: Foundations and applications. Elsevier Science

Publishing, 1985.

11. Kozo Fujii, Kazuhiro Nakahashi, Shigeru Obayashi, Satoko Komurasaki., New Developments

in Computational Fluid Dynamics. Springer 2005.

12. Matania Ben-Artzi, Joseph Falcovitz., Generalized Riemann Problems in Computational

Fluid Dynamics. Cambridge University Press. 2003.

13. Titus Petrila, Damian Trif., Basics of Fluid Mechanics and Introduction to Computational

Fluid Dynamics. Springer 2005



Renovables

PROGRAMA SINTÉTICO









9.- Créditos:

10.- Requisito:




14.- Perfil de egreso vinculado a la Unidad de Aprendizaje: El egresado de esta unidad de aprendizaje identificará las mejores alternativas para la generación de biomasa y biocombustibles, considerando los entornos nacional e internacional. Conocerá los sistemas de aprovechamiento energético de la biomasa y evaluará los recursos biomásicos de los que se dispone en una zona determinada. Diferenciará los tipos de cultivos energéticos que existen, sus ventajas e inconvenientes. Tipificará los biocombustibles que se emplean y comprender los procesos de obtención tanto de biodiesel, bioetanol y biometanol.

MEC ETR OPAP 5013 Energía de Biomasa y Biocombustibles

3

9

x

x

2

4

Ninguna

Dra. Verónica Almaguer Cantú, Dr. Simón Martínez Martínez

MEC ETR B 5001, MEC ETR B 5002

02/Julio/2012


Declaración de la competencia general vinculada a

la unidad de aprendizaje

Evidencia



CG 14 Presenta un ejercicio de impacto social


COMPETENCIAS


Competencias

específicas del


de la Maestría en


con Orientación en


Renovables

1. Analiza sistemas térmicos mediante leyes fundamentales de conservación que describen su

desempeño.

2. Modela fenómenos físicos mediante técnicas experimentales y métodos computacionales que

ocurren en sistemas térmicos y sistemas propulsivos para predecir comportamientos bajo

condiciones específicas.

3. Optimiza sistemas térmicos y sistemas propulsivos bajo diferentes demandas específicas de

operación y de diseño con la finalidad de minimizar consumos energéticos

4. Diseña sistemas para la obtención de energía provenientes de fuentes renobavles para su aplicación

en sistemas térmicos y sistemas de propulsión.

5. Evaluación del uso de fuentes de energías, renovables y no renovables, en sistemas térmicos y


disponibles.

Competencia

Especifica

Nivel I

Inicial

Evidencia Nivel II

Básico

Evidencia Nivel III

Autónomo

Evidencia Nivel IV

Estratégico

Evidencia

CE 4 X Reconoce diferentes fuentes de

energía proveniente de recursos renovables

X Selección de procesos

de obtención de energía

proveniente de fuentes renovables

CE 5 X Identifica los beneficios y desventajas



X Propone el uso de

sistemas térmicos o sistemas

propulsivos atendiendo

a las demandas específicas


1. Introducción 1.1. Definiciones y justificación como energía renovable. 1.2. Situación y perspectivas a escala regional, nacional y mundial

2. Biomasa 2.1. Fundamentos Concepto de biomasa. 2.2. Clasificaciones y características de la biomasa. 2.3. Valorización energética de la biomasa. 2.4. Fuentes de Biomasa y tratamientos

2.4.1. Biomasa agrícola. 2.4.2. Biomasa ganadera. 2.4.3. Biomasa industrial. 2.4.4. Otros tratamientos. 2.4.5. Residuos Sólidos Orgánicos.

2.5. Caracterización de la Biomasa 2.5.1. Necesidad de caracterización de la Biomasa. 2.5.2. Análisis inmediato y elemental. 2.5.3. Caracterización física 2.5.4. Análisis químico de cenizas. 2.5.5. Poder Calorífico y Análisis térmico

2.6. Aprovechamiento de Biomasa en sistemas térmicos 2.6.1. Condicionantes y acciones básicas sobre sistemas térmicos de

aprovechamiento de biomasa. 2.6.2. Tipos de aprovechamiento: 2.6.3. Combustión directa e incineración. 2.6.4. Gasificación y pirolisis 2.6.5. Digestión anaeróbica 2.6.6. Fermentación alcohólica 2.6.7. Sistemas Térmicos de aprovechamiento de Biomasa. 2.6.8. Generación de calor. 2.6.9. Producción de energía eléctrica. 2.6.10. Cogeneración

2.7. Normativa, legislación y regulación relativa a la biomasa 3. Biocombustibles

3.1. Definiciones de los Biocarburantes 3.1.1. Clasificación. 3.1.2. Características de los Biocarburantes 3.1.3. Promoción de los Biocarburantes. 3.1.4. Cultivos energéticos y biocombustibles 3.1.5. Biodiesel de 1ra generación y 2da generación 3.1.6. Bioetanol de 1ra generación y 2da generación

3.2. Biocarburantes obtención y caracterización

3.2.1. Caracterización fisicoquímica de biodiesel y bioetanol/biometanol 3.2.2. Procesos de producción de biodiesel de primera y segunda generación. 3.2.3. Producción de bioetanol/biometanol

3.3. Utilización de Biocarburantes 3.3.1. Aprovechamiento en motores de combustión interna. 3.3.2. Bioetanol/biometanol en motores de encendido provocado 3.3.3. Biodiesel en motores de encendido por compresión 3.3.4. Aprovechamiento mediante pilas de combustible 3.3.5. Procesos de Reformado de biocarburantes. 3.3.6. Pila de combustible.

3.4. Normativa, legislación y regulación relativa a los biocarburantes 18.- Producto integrador de aprendizaje:

Ponderación (%)


30 20 0 30 20 100


1. “Plan de Energías Renovables”. http://www.idae.es

2. “Aprovechamiento Energético de la Biomasa en la Comunidad Autónoma de la Región de

Murcia”. ARGEM, 2006

3. Sjaak van Loo and Jaap Koppejan. “Handbook of biomass combustion and cofiring”. ISBN-

0036517737

4. “Directiva sobre la calidad de la gasolina y diesel” (2003/17/EC) ....

5. Richard L. Bechtold, “Alternative Fuels: Transportation Fuels for Today and Tomorrow”.

SAE Internacional, 2002

6. Demirbas Ayhan, “Progress and recent trends in biofuels. Progress in Energy and

Combustion Science” , 2006



Renovables

PROGRAMA SINTÉTICO






6.- LGAC: Análisis Modelado y Optimización de Máquinas Térmicas y Nuevos Sistemas Energéticos


8.- Área Curricular: Libre elección

9.- Créditos:

10.- Requisito:




14.- Perfil de egreso vinculado a la Unidad de Aprendizaje: El egresado de esta unidad de aprendizaje tendrá los conocimientos y habilidades para llevar a

cabo actividades de investigación básica y aplicada que le permitan desarrollarse en los proceso de

la combustión de combustibles fósiles y renovables, donde podrá realizar análisis de la

fisicoquímica de la combustión, pasando por el modelado y simulación de flamas, hasta alcanzar el

análisis de la transferencia de energía en cámaras de combustión y en sistemas propulsivos de la

automoción.

MEC ETR LE 5014 Combustión

2

5.5

x

x

3

4

Ninguna

Dr. Simón Martínez Martínez, M.C. Miguel García Yera


02/Julio/2012








COMPETENCIAS


Competencias

especificas del


de la Maestría en


con Orientación en


Renovables



disponibles.

Competencia

Especifica

Nivel I

Inicial Evidencia

Nivel II

Básico Evidencia

Nivel III

Autónomo Evidencia

Nivel IV


CE 2 X

Modela fenómenos



computacionales

X






CE 4 X

Reconoce diferentes fuentes de


X

Evalúa el diseño del sistema de obtención de

energía para su aplicación en

sistemas térmicos y de sistemas de propulsión


1. Fundamentos de la combustión

1.1. Introducción

1.2. Fuentes de energía

1.3. Relaciones termodinámicas

1.4. Combustión estequiométrica y cálculos termoquímicos

1.5. Cinética química y equilibrio

1.6. Fenómenos de transporte y modelado

1.7. Modelado de la química de la combustión

1.8. Generación de contaminantes

2. Flama laminar premezclada

2.1. Introducción

2.2. Definiciones

2.3. Teoría cinética de la flama laminar premezclada

2.4. Flamas de combustibles simples

2.5. Características generales de la flama

2.6. Quemadores porosos

2.7. Extinción de flama

3. Flama laminar premezclada

3.1. Introducción

3.2. Características de la flama difusiva

3.3. Quemadores turbulentos

3.4. Modelos de turbulencia

3.5. Interacción entre turbulencia y cinética química

3.6. Estabilización de flama

3.7. Flamas turbulentas premezcladas

3.8. Turbulencia libre de flama difusiva

4. Transferencia de calor

4.1. Introducción

4.2. Conducción

4.2.1 Descripción general

4.2.2 Transferencia de calor donde la conducción es factor de control

4.2.3 Conducción transitoria

4.3. Convección

4.3.1 Introducción

4.3.2 Mejoramiento de la transferencia de calor

4.3.3 Transferencia de calor en calderas

4.3.4 Condensación

4.3.5 Transferencia de calor convección natural

4.4. Radiación

4.4.1 Descripción general

4.4.2 Radiación de objetos hacia los alrededores

4.4.3 Radiación de flamas

4.4.4 Radiación en hogares

5. Modelado mediante CFD

5.1. Momento promedio

5.2. Métodos de torbellino

5.3. Simulación numérica directa

5.4. Geometría (cero-dimensional, uni-dimensional, y multi-dimensional)

5.5. Reacción química

5.6. Radiación

5.7. Tiempo de dependencia

5.8. Físicos

6. Método de mallado para problemas de combustión

6.1. Introducción

6.2. Ecuaciones de gobierno

6.3. Métodos numéricos

6.4. Discretización escalar de las ecuaciones de transporte

6.5. Métodos de mallado múltiple

6.6. Metodología para la solución de problemas de combustión

6.7. Casos prácticos

7. Simulación del momento integral local (LIM)

7.1. Introducción

7.2. Fundamentos para un nuevo modelo de combustión turbulenta

7.3. Consideraciones fundamentales y aproximaciones

7.4. Implementación numérica

7.5. Demostración de modelo (LIM)

7.6. Simulación del proceso de requemado de gas (LIM)

7.7. Modelado tridimensional (LIM)


Ponderación (%)


0 30 0 50 20 100


1. El-Mahallawy, F and El-Din Habik, S., Fundamentals and Technology of Combustion,

Elsevier, 2002.

2. Baukal, Jr., C. E., Gershtein, V. Y and Li, X., Computational Fluid Dynamics in Industrial

Combustion, CRC Press, 2001.

3. Cornforth, J. R., Combustion Engineering and Gas Utilization, E & FN Spon, Third Editon,

1992.

4. Baukal, Jr., C. E., The John Zink Combustion Handbook, CRC Press, 2001



Renovables

PROGRAMA SINTÉTICO









9.- Créditos:

10.- Requisito:




14.- Perfil de egreso vinculado a la Unidad de Aprendizaje: El egresado de esta unidad de aprendizaje aplicará el método científico en relación al origen,

evolución, uso y transformación de los combustibles fósiles y biocombustibles. El egresado

identificará y caracterizará los distintos combustibles utilizados en los diversos sectores, así como

sus perspectivas energéticas futuras, asimismo apoyará en la obtención de nuevos y mejores

combustibles, considerando el impacto ambiental y social, actuando siempre de manera ética,

profesional y responsable.

MEC ETR LE 5015 Ciencia de los combustibles

2

5.5

x

x

3

4

Ninguna

Dr. Simón Martínez Martínez, Dra. Verónica Almaguer Cantú


02/Julio/2012








COMPETENCIAS


Competencias

especificas del


de la Maestría en


con Orientación en


Renovables



disponibles.

Competencia

Especifica

Nivel I

Inicial Evidencia

Nivel II

Básico Evidencia

Nivel III

Autónomo Evidencia

Nivel IV


CE 4 X

Reconoce diferentes fuentes de


X

Selección de procesos



CE 5 X

Identifica los

beneficios y desventajas del uso de

las energías renovables

y no

renovables


1. Combustibles

1.1. Introducción

1.2. Tipos de combustibles

1.3. Evolución de los combustibles

1.4. Uso de los combustibles

2. Transformación de los combustibles

2.1. Combustibles líquidos, diesel, gasolina y aceites

2.2. Biocombustibles líquidos, biodiesel y bioetanol

2.3. Gas y biogás

2.5. Fundamento químico

2.6. Pre-tratamiento

2.7. Post-tratamiento

3. Caracterización de combustibles

3.1. Introducción

3.2. Materias primas

3.3. Evaluación de combustibles por cromatografía

3.4. Evaluación energética mediante bomba calorimétrica

3.5. Interpretación de resultados

4. Evaluación experimental de los combustibles mediante técnicas de medida

4.1. Introducción

4.2. Instalaciones experimentales

4.3. Caracterización del fenómeno no reactivo mediante técnicas de visualización

4.4. Caracterización del fenómeno reactivo mediante técnicas de visualización

4.5. Interpretación de resultados


Ponderación (%)


40 0 0 40 20 100


1. Akers, M.S. et al, Determination of the Heat of Combustion of Biodiesel Using Bomb

Calorimetry, Journal of Chemical Education, Vol. 83, No 2, February 2006.

2. Armas, O., Mata, C., Martínez-Martínez, S., Effect of an ethanol–diesel blend on a

common-rail injection system. Institution of Mechanical Engineers. International Journal of

Engine Research. DOI: 10.1177/1468087412438472., 2012.

3. Armas, O., Martínez-Martínez, S., Mata, C., Effect of an ethanol–biodiesel–diesel blend on a

common rail injection system. Fuel Processing Technology, 92, 2145–2153., 2011.

4. Booth, E., et al, Economic Evaluation of Biodiesel Production from Oilseed Rape grown in

North and East Scotland, October 2005.

5. Biodiesel – Handling and use guidelines, Third Edition, US Department of Energy,

September 2006.

6. Barker, J., Mass Spectrometry, Second Ed., Wiley Chichester., 1999.

7. Diau, E. W. –G, Smith, G. P., Jeffries, J. B. and Crosley, D. R., HCO Concentration in Flamea

Via Quantitative Lase-Induced Fluorescence, Proc. Combut. Inst, Vol 27, 1998.

8. Demirbas, A., Progress and recent trends in biofuels, Progress in Energy and Combustion

Science 33, pp. 1–18. 2007.

9. Fernando, S., Hal, C. and Jha S., NOx Reduction from Biodiesel Fuels, Energy & Fuels, 20, pp.

376-382, 2006.

10. Friedrich, S., A world wide review of the commercial production of biodiesel - A

technological, economic and ecological investigation based on case studies, Des Institutes

für Technologie und Nachhaltiges Produktmanagement, Vienna, 2004.

11. Hans-Joachim Hübschmann., Handbook of GC/MS Fundamentals and Applications. Second

complementary revised and updated edition, Wiley VCH., 2009.

12. James M. Miller., Chromatography Concepts & Contrast. Second edition, John Wiley &

Sons, Ltd., 2005.

13. El Wakil, M. M., Powerplant Technologies. NY: McGraw Hill., 1985.

14. Peter Quaak, Harrie Knoef & Humbert Stassen, Energy from biomass A review of

combustion gasification technologies. The word bank., 1999.

15. Robert K. Boyd. Cecilia Basic and Robert A. Bethem, Trace Quantitative Analysis by Mass

Scectrometry. John Wiley & Sons, Ltd., 2008.

16. U.S. EPA, A Comprehensive Analysis of Biodiesel Impacts on Exhaust Emissions, Draft

Technical Report, October 2002.

17. U.S. Departament of Energy: Energy Efficiency and Renewable Energy, Fuels and Biomass

Digest. ISBN 1-4220-0081-8., 2006.



Renovables

PROGRAMA SINTÉTICO









9.- Créditos:

10.- Requisito:




14.- Perfil de egreso vinculado a la Unidad de Aprendizaje: El egresado de esta unidad de aprendizaje aplicará las técnicas computacionales en la solución de

problemas reales de ingeniería, y abordará el desarrollo de modelos numéricos para plantear la

solución de problemas complejos de transferencia de calor y masa, y flujos multifásicos.

MEC ETR LE 5016 Aplicación de la Dinámica de Fluidos Computacional

2

5.5

x

x

3

4

Ninguna

Dr. Fausto Sánchez Cruz, Dra. Elvira Martínez García


02/Julio/2012








COMPETENCIAS


Competencias

especificas del


de la Maestría en


con Orientación en


Renovables



disponibles.

Competencia

Especifica

Nivel I

Inicial Evidencia

Nivel II

Básico Evidencia

Nivel III

Autónomo Evidencia

Nivel IV

Estratégico

Evidencia

CE 2 X

Modela fenómenos



computacionales

X






CE 3 X

Identifica el efecto

del diseño en el

consumo energético

de los

X

Evalúa el consumo



propulsivos bajo

sistemas térmicos y sistemas

propulsivos

una demanda específica


1. Introducción

1.1. Dinámica de fluidos computacional

1.2. Uso de software comercial de Dinámica de Fluidos Computacional

2. Modelación de flujo laminar

2.1. Descripción del problema

2.2. Solución y discusión

3. Modelación de radiación y convección natural.

3.1 Descripción del problema

3.2 Solución y discusión

4. Modelación de flujo turbulento incompresible



5. Modelación de flujo compresible



6. Desarrollo de proyecto final

6.1. Planteamiento del problema



Ponderación (%)


60 20 0 20 0 100


1. Anil. Deane., Parallel Computational Fluid Dynamics: Theory and Applications. Elsevier

2006.

2. Wu Zhang., Current Trends in High Performance Computing And Its Applications. Springer

2005.

3. Vaidy S. Sunderam., Computational science - ICCS 2005. Springer 2005.

4. Paul G. Tucker., Computation of Unsteady Internal Flows. Springer 2001.



Renovables

PROGRAMA SINTÉTICO









9.- Créditos:

10.- Requisito:




14.- Perfil de egreso vinculado a la Unidad de Aprendizaje: El egresado de esta unidad de aprendizaje conocerá las metodologías y estrategias para el diseño y

la instauración de sistemas que permiten la explotación de la energía solar térmica. Contará con

los conocimientos necesarios para evaluar técnicamente las necesidades y proponer soluciones

prácticas para el uso de esta energía renovable en sistemas de uso doméstico e industrial. El

estudiante estará en la posibilidad de diseñar e implementar estrategias para el uso eficiente de

energías con bajo impacto ambiental.

MEC ETR LE 5017 Proyectos de Energía Solar Térmica

2

5.5

x

x

3

4

Ninguna


MEC ETR B 5001, MEC ETR OPB 5008

02/Julio/2012









COMPETENCIAS


Competencias

especificas del


de la Maestría en


con Orientación en


Renovables



disponibles.

Competencia

Especifica

Nivel I

Inicial Evidencia

Nivel II

Básico Evidencia

Nivel III

Autónomo Evidencia

Nivel IV


CE 3 X

Identifica el efecto del diseño en

el consumo energético

de los sistemas


propulsivos

X

Evalúa el consumo




X

Minimiza el consumo

energético de sistemas térmicos y sistemas

propulsivos mediante

técnicas de optimización

CE 4 X

Diseña sistemas de

obtención de energía

X

Evalúa el diseño del sistema de obtención de energía

para su

aplicación en sistemas térmicos y

de sistemas de

propulsión


1. Cargas en sistemas solares térmicos

1.1 Cargas dependientes del tiempo

1.2 Carga de agua caliente

1.3 Coeficientes de pérdida en edificaciones

1.4 Almacenamiento de carga en edificaciones

1.5 Cargas de enfriamiento

1.6 Cargas para el calentamiento de piscinas

2. Dimensionamiento de sistemas solares térmicos

2.1 Modelos de componente

2.2 Factor de intercambio de calor del colector

2.3 Dactores de pérdida en conductos y tuberías

2.4 Controles

2.5 Arreglos de colectores

2.6 Desempeño de colectores parcialmente sombreados

2.7 Arreglos con secciones en diferentes orientaciones

2.8 Aplicación de las ecuaciones modificadas del colector

2.9 Fracción solar y ahorro de a fracción solar

3. Sistemas activos y pasivos de calentamiento de agua

3.1 Sistemas de calentamiento de agua

3.2 Energía auxiliar

3.3 Sistemas de circulación forzada

3.4 Sistemas de bombeo de bajo flujo

3.5 Sistemas de circulación natural

3.6 Sistemas de almacenamiento integral

3.7 Prueba de calentadores solares de agua

3.8 Calentamiento de piscinas

4. Sistemas activos para calefacción de edificaciones

4.1 Sistemas de calentamiento solar

4.2 Estudio paramétrico de sistemas de calentamiento

4.3 Bombas de calor con energía solar

4.4 Sistemas de almacenamiento con cambio de fase

4.5 Sistemas de almacenamiento de energía tipo estacional

4.6 Sobrecalentamiento de sistemas solares

4.7 Consideraciones económicas y arquitectónicas

5. Sistemas pasivos e híbridos para calefacción de edificaciones

5.1 Calentamiento pasivo

5.2 Criterios de confort y cargas térmicas

5.3 Aislamiento móvil y sistemas de control

5.4 Sombreado

5.5 Sistemas de ganancia directa

5.6 Colector activo y almacenamiento pasivo

5.7 Aplicaciones pasivas

5.8 Distribución de calor en edificaciones pasivas

6. Sistemas de enfriamiento solar

6.1 Enfriamiento por absorción

6.2 Calentamiento y enfriamiento solar combinado

6.3 Acondicionamiento de aire con sistemas de enfriamiento por absorción

6.4 Enfriamiento solar mecánico

6.5 Enfriamiento pasivo

7. Procesos de calentamiento solar en la industria

7.1 Procesos industriales con calentamiento solar

7.2 Consideraciones de diseño mecánico

7.3 Aspectos económicos de los procesos de calentamiento

7.4 Calentamiento de aire en circuitos abiertos

7.5 Sistemas de recirculación de aire

7.6 Calentamiento de agua sin recirculación

7.7 Calentamiento de agua con recirculación


Ponderación (%)


60 20 0 20 0 100


1. ASHRAE/ASTM Methods of Testing to Determine the Thermal Performance of Solar

Collectors. American Society of Heating. Refrigerating, and Air Conditioning Engineer,

Atlanta, GA (2003).

2. Duffie, J. A., Beckman, W. A. Solar Engineering of Thermal Processes. Third edition, John

Wiley and Sons (2003).

3. TRSYS Users Manual Ver. 16, University of Wisconsin Solar Energy Laboratory (2005).

4. Gillet W. B., Moon, J. E. Solar Collectors, Test Methods and Design guidelines. Reidel,

Dordrecht (1985).

5. ASHRAE. Fundamentals Handbook. ASHRAE, Atlanta, GA (2005).

6. Anderson E.E., Fundamentals of Solar Energy Coversion. Addison-Wesley, Reading MA

(1982)

7. Iqbal, M. An Introduction to Solar Radiation, Academic, Toronto (1983).

8. Agnihotri, O.P., Gupta, B.K., Solar selective Surfaces, Wiley New York (1981).



Renovables

PROGRAMA SINTÉTICO









9.- Créditos:

10.- Requisito:




14.- Perfil de egreso vinculado a la Unidad de Aprendizaje: El egresado de esta unidad de aprendizaje analizará el uso de los biocarburantes en sistemas

propulsivos, empleando la metodología y técnicas experimentales adecuadas, asimismo

determinará las propiedades del biogás y sus aplicaciones. Analizará y optimizará, desde el punto

de vista de la eficiencia energética, las instalaciones de combustión de biomasa para la conversión

de energía en sistemas térmicos.

MEC ETR LE 5018 Bioenergéticos en sistemas térmicos y sistemas propulsivos

3

9

x

x

3

4

Ninguna

Dra. Verónica Almaguer Cantú, Dr. Simón Martínez Martínez

MEC ETR B 5001, MEC ETR B 5002

02/Julio/2012


Declaración de la competencia general vinculada a la

unidad de aprendizaje

Evidencia



CG 14 Presenta un ejercicio de impacto social


COMPETENCIAS


Competencias

especificas del


de la Maestría en


con Orientación en


Renovables

6. Analiza sistemas térmicos mediante leyes fundamentales de conservación que describen su

desempeño.

7. Modela fenómenos físicos mediante técnicas experimentales y métodos computacionales que

ocurren en sistemas térmicos y sistemas propulsivos para predecir comportamientos bajo

condiciones específicas.

8. Optimiza sistemas térmicos y sistemas propulsivos bajo diferentes demandas específicas de

operación y de diseño con la finalidad de minimizar consumos energéticos

9. Diseña sistemas para la obtención de energía provenientes de fuentes renobavles para su aplicación

en sistemas térmicos y sistemas de propulsión.

10. Evaluación del uso de fuentes de energías, renovables y no renovables, en sistemas térmicos y


disponibles.

Competencia

Especifica

Nivel I

Inicial

Evidencia Nivel II

Básico

Evidencia Nivel III

Autónomo

Evidencia Nivel IV

Estratégico

Evidencia

CE 3 X Identifica

estrategias de optimización y condiciones de operación en sistemas térmicos y sistemas

propulsivos

X Identifica el efecto del diseño en

el consumo energético

de los sistemas


propulsivos

X Evalúa el consumo

energético de

sistemas térmicos y sistemas


CE 4 X

Diseña sistemas


X Evalúa el diseño del sistema de obtención de energía

para su aplicación

en sistemas

térmicos y de

sistemas de

propulsión


1. Motores diesel funcionando con biodiesel o aceites

1.1. Aceites vegetales puros

1.1.1. Características

1.1.2. Mezclas con gasóleo o adaptación de los motores

1.1.3. Problemática de su utilización, prestaciones, consumo y emisiones.

1.2 Biodiesel

1.2.1. Propiedades características y especificaciones

1.2.2. Mezclas con gasóleo

1.2.3. Precauciones en su utilización, consumo y emisiones

2. Utilización del bioetanol y de gases renovables en motores.

2.1 Propiedades características y especificaciones del bioetanol.

2.2 Mezclas con gasolina y adaptación de los motores para su utilización.

2.2.1 Prestaciones, consumo y emisiones.

2.3 Propiedades del biogás y gas de pirolisis y gasificación de la biomasa relacionadas con la

utilización en motores.

2.4 Motores de vehículos a gas y tratamiento del biogás para su empleo.

2.4.1 Características de los motores de biogás para plantas de cogeneración

3. Cogeneración con motores y turbinas de gas de combustión interna.

3.1. Características de las turbinas de gas.

3.2. Plantas de cogeneración integradas biometanización o gasificación de biomasa con

motores o turbinas de gas

4. Generadores térmicos de biomasa, aceites y biogás.

4.1. Instalaciones de calderas para usos térmicos.

4.2. Quemadores en lecho fijo y en lecho fluido.

4.3. Quemadores de biomasa pulverizada.

4.4. Sustitución de quemadores de gasóleo.

4.5. Analíticas de biomasa y de biogás.

4.5.1. Poder calorífico del combustible y cálculos de combustión.

4.5.2. Evaluación de emisiones.

4.5.3. Rendimiento de calderas.

4.5.4. Cálculo de cargas y selección de calderas.

5. Plantas de generación eléctrica con biomasa Ciclos de potencia con vapor de agua y ORC

(Organic Rankine Cycle).

5.1. Elementos, sistemas y funcionamiento de una central térmica de combustibles sólidos.

5.2. Adaptación de central térmica para la utilización de biomasa o RSU (Residuos Sólidos

Urbanos).


Ponderación (%)


40 40 0 20 0 100


1. Biofuels (alcohols and biodiesel) applications as fuels for internal combustion engines,

“Progress in Energy and Combustion Science”, Avinash Kumar Agarwal, 2007

2. “Internal Combustion Engine Handbook”, Richard Van Basshuysen and Fred Schaefer, SAE

Internacional, 2004

3. David A. Tillman and N. Stanley Harding, “Fuels of opportunity : characteristics and uses in

combustion systems” / Oxford: Elsevier , 2004

4. Molina Igartua, L. A. y Alonso Girón, J. M., EVE (Ente Vasco de la Energía), 1993, “Calderas

de vapor en la industria: teoría, prácticas, algoritmos y ejemplos de cálculo”, capítulo 3,

pp. 360- 378

5. Hugues, J. Wood-fuelled cogeneration. “Cogeneration and On-site Power Production

magazine”, July August 2003 issue

6. Hurley, C. “Biogas-fuelled microturbines Cogeneration and On-site Power Production

magazine”, James & James, Nov-Dec 2003 issue



Renovables

PROGRAMA SINTÉTICO








8.- Área Curricular: Divulgación

9.- Créditos:

10.- Requisito:




14.- Perfil de egreso vinculado a la Unidad de Aprendizaje: El egresado de esta unidad de aprendizaje dominará los conocimientos de un tema de actualidad

afín al área de la maestría en Ciencias de la Ingeniería, el cual es propuesto por un profesor

experto en el área. El egresado adquiere una formación integral para aplicar metodologías y

técnicas en la solución y desarrollo de propuestas en el área de la energía térmica y renovable.

MEC ETR D 5019 Seminario Técnico

3

9

x

x

3

6

Ninguna

Dr. Arturo Morales Fuentes, M.C. Miguel García Yera,

MEC ETR A 5004

02/Julio/2012




CG 7 Exposición de una propuesta oral y escrita de trabajo en equipo

CG 9 Presentación de proyecto de impacto local y beneficio social



COMPETENCIAS


Competencias

especificas del


de la Maestría en


con Orientación en


Renovables



disponibles.

Competencia

Especifica

Nivel I

Inicial

Evidencia Nivel II

Básico

Evidencia Nivel III

Autónomo

Evidencia Nivel IV

Estratégico

Evidencia

CE 4 x

Selección de procesos de



X

Diseña sistemas de



A ser propuesto por el profesor en turno y acorde al tema de tesis a desarrollar


Ponderación (%)


40 20 0 40 0 100

19.- Fuentes de apoyo y consulta: Acorde a la temática que se aborda en el tópico elegido para la investigación



Renovables

PROGRAMA SINTÉTICO








8.- Área Curricular: Investigación

9.- Créditos:

10.- Requisito:




14.- Perfil de egreso vinculado a la Unidad de Aprendizaje: El egresado de esta unidad de aprendizaje aplicará las técnicas de la investigación en el desarrollo

de proyectos relacionados a las energías térmica y renovable. El egresado estará actualizado en el

tema de su investigación por medio del uso de las tecnologías de la información.

MEC ETR I 5020 Seminario de Investigación

3

16

x

x

4

10

Ninguna

Dr. Arturo Morales Fuentes, Dr. Santos Méndez Díaz

MEC ETR A 5004

02/Julio/2012





CG 9 Presentación de proyecto de impacto local y beneficio social



COMPETENCIAS


Competencias

especificas del


de la Maestría en


con Orientación en


Renovables



disponibles.

Competencia

Especifica

Nivel I

Inicial Evidencia

Nivel II

Básico Evidencia

Nivel III

Autónomo Evidencia

Nivel IV


CE 5 X

Propone el uso de sistemas térmicos o sistemas

propulsivos atendiendo a las demandas

específicas

X

Selecciona el tipo de energía

para sistemas

térmicos o sistemas

propulsivos que

ofrezca el mejor uso

de los recursos

disponibles


A ser propuesto por el profesor en turno y acorde al tema de tesis a desarrollar. Se proporcionaran herramientas metodológicas para plantear problemas de investigación, resolverlos rigurosamente y presentar los resultados de manera directa, clara y concisa.


Ponderación (%)


40 35 0 25 0 100

19.- Fuentes de apoyo y consulta: Acorde a la temática que se aborda en el tópico elegido para la investigación.



Renovables

PROGRAMA SINTÉTICO









9.- Créditos:

10.- Requisito:




14.- Perfil de egreso vinculado a la Unidad de Aprendizaje: El egresado de esta unidad de aprendizaje contará con los conocimientos y habilidades que le

permitan desarrollar un trabajo de investigación siguiendo el método científico y con el apoyo del

uso de las tecnologías de la información. El desarrollo del trabajo de tesis constituye una de las

actividades curriculares de la Maestría, donde el egresado aplica las metodologías y conocimientos

adquiridos en el área de las energías térmica y renovable.

MEC ETR PI 5021 Tesis I

3

9

x

x

3

6

Ninguna

Dr. Simon Martínez Martínez, Dr. Fausto A. Sánchez Cruz,


MEC ETR A 5004, MEC ETR AP 5005

02/Julio/2012




CG 4 Exposición oral y escrita de estudios o análisis con corrección, relevancia y oportunidad






COMPETENCIAS


Competencias

especificas del


de la Maestría en


con Orientación en


Renovables



disponibles.

Competencia

Especifica

Nivel I

Inicial Evidencia

Nivel II

Básico Evidencia

Nivel III

Autónomo Evidencia

Nivel IV


CE 5 X

Propone el uso de




X


renovables y no


atendiendo a la


X


para sistemas


propulsivos que ofrezca

el mejor uso de los recursos

disponibles


A ser propuesto por el profesor en turno y acorde al tema de tesis a desarrollar 18.- Producto integrador de aprendizaje:

Ponderación (%)


50 0 50 0 0 100


Acorde a la temática que se aborda en el tópico elegido para la investigación



Renovables

PROGRAMA SINTÉTICO









9.- Créditos:

10.- Requisito:




14.- Perfil de egreso vinculado a la Unidad de Aprendizaje: El egresado de esta unidad de aprendizaje aplicará el método científico para el desarrollo de una

investigación en la que pondrá en práctica sus conocimientos y habilidades en el área de las

energías térmica y renovable. El egresado tendrá la competencia de redactar un documento

científico-técnico formal y, discutir y defender sus argumentos obtenidos a través del método

científico. El desarrollo del trabajo de tesis constituye una de las actividades curriculares de la

MEC ETR PI 5022 Tesis II

3

9

x

x

4

6

Ninguna

Dr. Arturo Morales Fuentes, M.C. Miguel García Yera,

Dra. Verónica Almaguer Cantú, Dr. Santos Méndez Díaz

MEC ETR PI 5021

02/Julio/2012

Maestría, donde el egresado aplica las metodologías y conocimientos adquiridos en el área de las

energías térmica y renovable.




CG 4 Exposición oral y escrita de estudios o análisis con corrección, relevancia y oportunidad






COMPETENCIAS


Competencias

especificas del


de la Maestría en


con Orientación en


Renovables



disponibles.

Competencia

Especifica

Nivel I

Inicial Evidencia

Nivel II

Básico Evidencia

Nivel III

Autónomo Evidencia

Nivel IV


CE 5 X

Propone el uso de



X


renovables y no

renovables en sistemas térmicos o

X


para sistemas



propulsivos atendiendo a

la disponibilidad

de recursos

propulsivos que ofrezca

el mejor uso de los recursos

disponibles


A ser propuesto por el profesor en turno y acorde al tema de tesis a desarrollar. 18.- Producto integrador de aprendizaje:

Ponderación (%)


50 30 20 0 0 100

19.- Fuentes de apoyo y consulta: Acorde a la temática que se aborda en el tópico elegido para la investigación.

351ticos de las unidades de aprendizaje) - fime.uanl.mx sintéticos.pdf · evidencia nivel iii...

Documents