Última actualización: 19/01/2024


Curso Académico: 2023/2024

Combustión y Fenómenos de Transporte
(12442)
Máster Universitario en Ingeniería Aeronáutica / Master in Aeronautical Engineering (Plan: 328 - Estudio: 296)
Escuela de Ingeniería y Ciencias Básicas


Coordinador/a: PEREZ ENCINAR, MIGUEL

Departamento asignado a la asignatura: Departamento de Ingeniería Aeroespacial

Tipo: Obligatoria
Créditos: 3.0 ECTS

Curso:
Cuatrimestre:




Requisitos (Asignaturas o materias cuyo conocimiento se presupone)
Se recomienda repasar los conocimientos adquiridos en Grado sobre - Ingeniería térmica - Mecánica de Fluidos - Matemáticas avanzadas (resolución de ecuaciones diferenciales)
Objetivos
Comprensión y capacidad para resolver problemas y casos relacionados con - Fundamentos de un proceso de combustión: combustibles, estequiometría, termoquímica, cinética química, difusión de masa. - Ecuaciones de Navier-Stokes para mezclas reactivas: términos de fuente de combustión, números adimensionales, ecuaciones de energía. - Reactores simples: combustores globales, reactores homogéneos. - Convección y difusión de masa y calor. - Estructura y propiedades de las llamas premezcladas. - Frentes de combustión: deflagraciones y detonaciones. - Estructura y propiedades de las llamas no premezcladas (i.e. de difusión).
Competencias y resultados del aprendizaje
Descripción de contenidos: Programa
1. Fundamentos de la combustión. Termodinámica de mezclas. Reacciones y especies en los procesos de combustión. Especies principales y menores. Reacción global. Mezclas no estequiométricas. Temperatura de la llama y energía específica del combustible. Cinética química: tasa de reacción global. 2. Ecuaciones de Navier-Stokes de mezclas reactivas. Escalas de longitud y tiempo. Ecuaciones de conservación y difusión de masa; la ley de Fick. Ecuación de cantidad de movimiento. Ecuación de energía: expresiones para la entalpía y la temperatura; calor de combustión. Parámetros adimensionales. Aplicación a quemadores simples. Aplicación puramente difusiva: evaporación de gotas líquidas. 3. Llamas premezcladas. Introducción. La estructura en regiones de calentamiento / combustión / post-combustión. Modelo plano 1D con coeficientes constantes. Solución en las regiones de calentamiento y de combustión. Velocidad de la llama, temperatura y grosor. Llamas ancladas. Influencia de los parámetros principales. Rango de inflamabilidad. Enfriamiento y apagado de llama en un tubo. Encendido. 4. Frentes premezclados de combustión. Condiciones de salto a través de frentes de reacción. Las curvas de Raleigh y Hugoniot. Deflagraciones y detonaciones. Frentes de Chapman-Jouguet. Deflagraciones en tubos abiertos y semi-cerrados. La doble estructura ZND de una detonación. Frentes de combustión en la práctica. 5. Llamas no premezcladas. Introducción. Configuraciones de llama. La estructura en regiones de combustible / combustión / aire. Aireación del combustible Modelo 1D esférico con coeficientes constantes. Determinación de la longitud y temperatura de la llama. Introducción a un modelo de llama de chorro: magnitudes de conservación. Influencia de los parámetros principales; correlaciones empíricas. Combustión de gotas. Combustión pulverizada. 6. Introducción a temas avanzados y experimentación. Radiación. Turbulencia. Visualización de diferentes regímenes de llama. Diagnóstico experimental de las llamas.
Actividades formativas, metodología a utilizar y régimen de tutorías
ACTIVIDADES FORMATIVAS Clases teóricas Clases prácticas Prácticas de laboratorio Trabajo individual del estudiante METODOLOGÍAS DOCENTES Exposiciones en clase del profesor con soporte de medios informáticos y audiovisuales, en las que se desarrollan los conceptos principales de la materia y se proporciona la bibliografía para complementar el aprendizaje de los alumnos. Lectura crítica de textos recomendados por el profesor de la asignatura: Artículos de prensa, informes, manuales y/o artículos académicos, bien para su posterior discusión en clase, bien para ampliar y consolidar los conocimientos de la asignatura. Resolución de casos prácticos, problemas, etc. planteados por el profesor de manera individual o en grupo Elaboración de trabajos e informes de manera individual o en grupo
Sistema de evaluación
  • Peso porcentual del Examen Final 60
  • Peso porcentual del resto de la evaluación 40
Calendario de Evaluación Continua
Bibliografía básica
  • GLASSMAN. Combustion, 4th edition. Elsevier. 2008
  • TURNS. An introduction to combustion concepts and applications, 3rd edition. McGraw Hill. 2012
Bibliografía complementaria
  • F. WILLIAMS. COMBUSTION THEORY. PERSEUS BOOKS. 1985

El programa de la asignatura podría sufrir alguna variación por causa de fuerza mayor debidamente justificada o por eventos académicos comunicados con antelación.