Màsters i postgraus professionals de la UPC

Presentació

Objectius

Els objectius principals del màster són facilitar una formació bàsica en les fenomenologies de transferència de calor i de massa (TCM) i en les tècniques analiticonumèriques i experimentals en què es recolzen, i tractar el disseny d'equips i sistemes tèrmics a partir de la simulació i l'avaluació de les fenomenologies de TCM presents.

Es fa especial èmfasi en les tècniques d'anàlisi dimensional i de simulació numèrica. Així mateix, s'ofereix a l'estudiant una formació bàsica i completa en sistemes i/o equips tèrmics, bescanviadors de calor, refrigeració, energia solar i condicionament tèrmic d'edificis.

A qui va dirigit

El màster s'adreça a graduats en carreres tècniques i/o llicenciats en ciències.

Continguts

Matèries

1- Transferència de Calor i Massa I (8 ECTS) Obligatòria

Es formulen els principis bàsics en transferència de calor i de massa, amb una introducció a les tècniques i els mètodes emprats més comunament. Es fa una anàlisi de les àrees d'aplicació i es resolen situacions que, encara que siguin freqüents, no són excessivament complexes. Temari general: conducció en règim permanent i transitori; resolucions analítiques, numèriques i analògiques. Convecció forçada i natural, tècniques d'anàlisi dimensional i de teoria de models, introducció als mètodes numèrics en convecció. Condensació i evaporació. Radiació tèrmica, lleis bàsiques en medis participants. Problemes combinats.

2- Transferència de Calor i Massa II (6 ECTS) Optativa

Es completa i s'amplia la matèria vista a TCI, i es facilita una informació actual i detallada de les tècniques i els mètodes emprats comúnament en la resolució de situacions complexes. Es posa un èmfasi especial en les tècniques basades en criteris numèrics. Temari general: conducció, resolució analítica de situacions singulars, nous criteris de discretització numèrica (mètode ADI, malles adaptables al contorn,etc). Convecció, resolució numèrica de les equacions del tipus convecció-difusió, models de turbulència, solucions analítico numèriques en capes límits. Convecció natural i forçada. Radiació mitjançant participants. Problemes combinats.

3- Mètodes Numèrics en Transferència de Calor i de Massa (6 ECTS) Obligatòria

El curs tracta de la resolució, basant-se en criteris numèrics, de fenòmens de transferència de calor i de massa. Conducció: utilització de mètodes de diferències i/o elements finits. Discretització basant-se en malles regulars i en malles dinàmiques en l'espai i en el temps. Convecció: resolució simultània de les equacions característiques (continuïtat, quantitat de moviment i energia) de la convecció natural i forçada a partir de criteris numèrics. Utilització de malles irregulars adaptables al domini de la discretització. Radiació: generalització dels criteris estudiats en les equacions de la radiació en medis participants.

4- Bescanviadors de Calor (8 ECTS) Obligatòria

S'estudien les característiques i els mètodes comunament emprats en el disseny tècnic i hidràulic de bescanviadors. La primera part del curs té un caràcter bàsic; es comenten els diferents tipus de bescanviadors i també aplicacions en equips i sistemes tèrmics. Partint de l'anàlisi de les condicions de disseny, s'exposa la metodologia de càlcul per mitjà de resolucions concretes, com ara bescanviadors de doble tub, bescanviadors de cuirassa i tub, evaporadors condensadors, bescanviadors de plaques, bescanviadors compactes i regeneradors de calor per combustió.

5- Simulacions i Avaluacions del Comportament Tèrmic en Edificis. Balanços de Càrregues i Condicionaments (6 ECTS) Optativa

Es donen les bases per a la simulació i l'avaluació de la transferència de calor en edificis i recintes en general, i s'analitzen diferents nivells de modelització. Es presenten i es contrasten diferents opcions per al condicionament tèrmic, i s'integra la seva concepció i el seu disseny en la simulació tèrmica de les instal.lacions. Temari: estimació i tractament de la informació meteorològica: radiacions directa i difusa, velocitat del vent, temperatures, etc. Elements característics: parets amb aïllament tèrmic, parets acumuladors, parets Trombe, envidraments simples i múltiples, terres radiants. Diferents sistemes: sistemes convencionals, sistemes de guanys directes, sistemes amb espai solars, sistemes mixtos, etc. Selecció del sistema i determinació dels seus paràmetres i elements característics.

6- Energia Solar (6 ECTS) Optativa

S'estudien diferents components i sistemes utilitzats en l'aprofitament tèrmic de l'energia solar, i s'analitza la seva integració en aplicacions de calefacció i d'aigua calenta sanitària (ACS). El temari inclou: introducció, descripció general de components, equips i instal.lacions. Radiació solar, radiació disponible, radiació en materials transparents i opacs. Anàlisi i disseny dels components típics en sistemes solars actius, captadors plans, concentradors, acumuladors, bescanviadors, etc. Sistemes actius integrals en aplicacions de calefacció i ACS: diferents models de càlcul. Regulació, control i seguiment d'instal.lacions. Problemes específics de les instal.lacions. Sistemes passius, components típics, càlcul d'instal.lacions.

7- Modelització i Disseny de Sistemes i Equips Tèrmics Generadors de Fred (6 ECTS) Optativa

A partir dels fonaments i principis de funcionament de les diferents tècniques de producció de fred (cicle de compressió, cicle d'absorció, efectes termoelèctrics, etc.) s'exposen diferents nivells de càlcul (modelització) per als diferents elements integrants, i també la seva implementació en la concepció global de diferents sistemes i/o equips. Aquestes modelitzacions es fan a partir del tractament de les fenomenologies bàsiques de transferència de calor i de massa involucrades.

8- Tècniques Experimentals i Tractament de Dades en Termoenergètica (6 ECTS) Optativa

Exposició de la metodologia experimental i de la instrumentació comunament emprades en enginyeria mecànica tèrmica. Errors fenomenològics i d'instrumentació. Temari general: introducció als principis i a les tècniques de mesura emprades normalment. Tècniques de mesura de temperatura, pressió, velocitat, conductivitat, radiació tèrmica, analítica de gasos, etc. Tècniques específiques de mesura en màquines i equips tèrmics. Cadena de mesura: transductor, condicionador de senyal i registre. Sistema instrumental, interferències de comunicació instrument-ordinador. Limitacions en conversió A/D i en multiplexatge. Soroll i filtratge. Software d'aplicació.

9- Emmagatzematge d'Energia per Calor Sensible i per Calor Latent (5 ECTS) Optativa

S'estudien els sistemes d'emmagatzematge d'energia per calor sensible i per calor latent, la seva finalitat i les seves aplicacions. Es presenten i contrasten diferents nivells de disseny de diferents tipus d'unitat d'emmagatzematge. Temari: camps d'aplicació (instal.lacions solars, terra radiant, acumulació de fred, aprofitament de calors residuals, aplicacions espacials, etc...). Productes emprats comunament. Mètodes de càlcul (mètodes analítics i mètodes numèrics). Exemple de simulació numèrica i validació experimental.

10- Eines i Mètodes Informàtics per a la Simulació Numèrica de Sistemes Tèrmics (5 ECTS) Optativa

Es dóna una visió de conjunt de les eines informàtiques (sistemes operatius, compiladors, software de CAD i visualització, xarxes de comunicacions, etc.), que s'utilitzen actualment en la simulació numèrica de fenòmens de transferència de calor i massa i dinàmica de fluids (CFD). S'aprofundeixen alguns aspectes que tenen una especial rellevància per a l'elaboració de codis numèrics eficients. Temari general: introducció al sistema operatiu UNIX. Clústers d'estacions de treball. Utilització de màquines remotes a través d'Internet. Llenguatges de programació FORTRAN i C. Utilització de memòria dinàmica. Preprocessament de dades obtingudes d'un sistema CAD. Software de visualització i postprocés de dades unidimensionals, bidimensionals, tridimensionals i transitòries. Programació d'ordinadors paral·lels.

11- Implicacions Mediambientals de l'Enginyeria Termoenergètica (4 ECTS) Optativa

Des d'un punt de vista científico-tècnic rigorós, i prenent com a base la formació donada a altres assignatures del Màster, es tracten diferents aspectes mediambientals en que l'enginyeria termoenergètica pot tenir incidència. Consta de tres parts: (I) Introducció al mediambient. Composició atmosfèric i canvi climàtic; (II) Optimització de sistemes i equips tèrmics des del punt de vista mediambiental: eliminació dels CFC als equips generadors de fred, potencial d'estalvi energètic de l'energia solar tèrmica (sistemes actius i passius), balanços energètics d'instal.lacions de calor i de fred d'ús industrial; (III) Modelització de la difusió de contaminants: transport de contaminants a l'atmosfera (modelització de fluxos atmosfèrics), en recintes tancats, en medis subterranis.

12- Projecte (15 ECTS) Obligatòria

Els alumnes han de desenvolupar un treball o projecte concret amb una durada global orientativa de 100 hores, de manera individual o en grups reduïts, que s'ha de dur a la pràctica, totalment o parcial, en col.laboració amb una entitat externa a la UPC. El treball o projecte consisteix en l'aplicació de la formació adquirida en les matèries bàsiques del màster al disseny i/o estudi de sistemes i components tèrmics típics d'àrees com ara: intercanvi de calor, refrigeració, energia solar, condicionament tèrmic d'edificis, etc. El treball pot consistir, entre altres possibles temes, en la simulació numèrica de processos tèrmics d'interès tècnic i industrial; la validació experimental de simulacions ja desenvolupades sobre la base d'infraestructures experimentals existents en el departament o empreses o organismes amb els quals es col.labori; la projecció, a partir de tècniques i infraestructures apreses i utilitzades per l'alumne, de sistemes i components tèrmics en les àrees abans esmentades. Els treballs han d'estar dirigits i tutelats pel professorat del Màster i han de tenir el suport i la col.laboració dels professionals i les entitas externes que col.laboren en el treball. Les característiques i la complexitat del treball, es tindran en compte per a l'evaluació.

La Universitat Politècnica de Catalunya es reserva el dret de modificar el contingut del programa, que pot variar per a una major adaptació als objectius del curs.

Direcció Acadèmica

• Oliva Llena, Asensi
  

Professorat

• Capdevila Paramio, Roser
  
• Castro Gonzalez, Jesus
  
• Colomer Rey, Guillem
  
• Jaramillo Ibarra, Julian Ernesto
  
• Lehmkuhl Barba, Oriol
  
• Morales Ruiz, Sergio
  
• Oliet Casasayas, Carles
  
• Oliva Llena, Asensi
  
• Perez Segarra, Carlos David
  
• Rigola Serrano, Joaquim
  
• Rodríguez Pérez, Ivette María
  
• Soria Guerrero, Manel
  
• Trias Miquel, Francesc Xavier
  

Informació general

Durada	81 ECTS (530 hores lectives)
Dates de realització	Del 10-09-2012 al 26-07-2013
Lloc de realització	ETSEIAT- Escola Tècnica Superior d'Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa Campus de Terrasa C/ Colom, 11 Terrassa
Persona de contacte	Nicolas Ablanque Telèfon: (34) 93 739 87 95 E-mail: nicolas@cttc.upc.edu
Titulació	Títol de màster expedit per la Universitat Politècnica de Catalunya. Per a la seva obtenció és necessari tenir una titulació universitària oficial o bé un títol propi d'universitat. De no ser així, l'alumne/a obtindrà un certificat de superació del programa expedit per la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC).
Import de la matrícula	6000 € L'import total de la matrícula s'ha de pagar abans de l'inici d'aquest màster. Existeix la possibilitat de realitzar una aportació voluntària de 5€ addicionals en el moment de formalitzar la matrícula. Aquesta donació, que forma part de la Campanya 0,7% de la UPC, es destinarà a accions de cooperació a països en vies de desenvolupament.
Pagament fraccionat	La matrícula es pot pagar en dos terminis: 60 % de l'import total, com a molt tard un mes abans de l'inici d'aquest curs 40 % restant abans de l'inici del curs