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UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA AREQUIPA- PERÚ FACULTAD: CIENCIAS E INGENIERÍAS FÍSICAS Y FORMALES ESCUELA PROFESIONAL: INGENIERÍA MECÁNICA, MECÁNICA – ELÉCTRICA Y MECATRÓNICA PLAN DE ESTUDIOS SÍLABO DE ASIGNATURA 1. IDENTIFICACIÓN ACADÉMICA El desarrollo de las actividades académicas se distribuye en tres fases de seis semanas cada una.

1.1.- Nombre de la Asignatura: CENTRALES ELÉCTRICAS Código de la Asignatura: Semestre Académico en que se desarrolla:

VIII

1.2.- Peso Académico de la Asignatura. HORAS SEMANALES CRÉDITOS

H. Teóricas

3.0

1

H. Prácticas Practica de Aula

H. Virtuales

HORAS SEMESTRALES H. H. H. Teóricas Prácticas Virtuales

Jefatura de Practicas

18

Cada semestre académico comprende dieciocho semanas. (Resolución Nº 3535CU-07)

72

4 1.3.- Código, nombre y créditos de Asignaturas Equivalentes:

1.4.- Código y nombre de Asignaturas Pre-requisito: TERMODINÁMICA II 2.

SUMILLA

La asignatura de CENTRALES ELÉCTRICAS I, pertenece al área de Formación Especializada del futuro Ingeniero Mecánico Eléctrico. Se desarrolla en el Noveno Semestre. Es una asignatura de carácter teórico- práctico. Su propósito es proporcionar al estudiante conocimientos acerca de las Centrales de generación eléctrica, ya sean termoeléctricas, nucleares, hidroeléctricas o de energías renovables no convencionales. Desarrolla aspectos de concepción, diseño, montaje, operación y supervisión de las Centrales Eléctricas habiéndose desdoblado académicamente en dos cursos, uno que abarca la parte la Ingeniería Mecánica y la otra que comprende los aspectos de la Ingeniería Eléctrica. Se complementa con los cursos de Centrales Eléctricas II, Líneas de Transmisión y Análisis de Sistemas de Potencia.

221

3.

COMPETENCIAS DE LA ASIGNATURA QUE APOYAN AL PERFIL DE EGRESO

1.

Define los conceptos de las Centrales Eléctricas, desde la concepción de la Central, diseño, operación y mantenimiento de las mismas, manteniendo en todo momento una actitud de superación personal.

2.

Identifica las diferentes formas de generación teniendo en cuenta el cuidado medioambiental y los costos que presentan cada una de las centrales estudiando la factibilidad de instalación de cada una de ellas, con un alto grado de responsabilidad.

3.

Identifica los métodos de cálculo empleados en el diseño de Centrales, aplicando sus conocimientos de las asignaturas básicas formativas como Termodinámica, Mecánica de fluidos, Transferencia de calor y Turbomáquinas, entre otros.

4.

Incrementa la eficiencia de los equipos y sistemas operativos a fin de reducir los costos de operación y aumentar su rentabilidad, con una firme convicción de involucrarse en la protección del medio ambiente.

5.

Define las transformaciones producidas en los nuevos tipos de Centrales Eléctricas que utilizan Energías Renovables con energías limpias aprovechables y aceleran el cambio de éstas por las actuales de generación convencional con recursos fósiles y que enfrentan un duro conflicto con el medio ambiente, haciendo uso de los principios y leyes correspondientes con destreza, precisión y creatividad..

4. CONTENIDOS BÁSICOS POR UNIDADES DE APRENDIZAJE:

PRIMERA FASE 1.1 PLANTAS TERMOELÉCTRICAS A VAPOR 1.1 .1 ACCIÓN DE VAPOR.- Balance de energía.- Ciclos Térmicos.- Operación. 1.1.2 FLUJO DE ENERGÍA.- La Planta a Vapor.- LMTD de temperaturas.- Transferencia de calor por convección.- Combustión.- Equipo de control de Combustión.- Radiación.- Distribución de superficies calentadas. 1.1.3 EL CIRCUITO DE GASES .- Función.- Almacenamiento carbón.- Manipuleo de cenizas.- Suministro de petróleo y gas.- Limpieza gases.- Precalentador de aire.- Tiro.1.1.4 EL CIRCUITO DE AGUA.- Función.- Contaminación del agua.- Tratamiento de Agua.- Condensadores. 1.1.5 SISTEMAS DE TUBERÍAS.-Clasificación.- Conexiones.- Válvulas.- Expansión térmica.- Aislamiento Térmico.- Soportes.- Purgadores y colectores.- Diseño del sistema de Tuberías. 1.1.6 INSTRUMENTACIÓN.- Objetivo.- Sistemas hidráulicos, neumáticos y eléctricos, electromagnéticos y electrónicos.- Clasificación de instrumentos.- Mediciones de presión, Temperatura y flujo de fluidos.- Análisis de gases SEGUNDA FASE 2.1 CENTRALES A GAS.- Turbinas a gas.- Ciclos termodinámicos.- Mejoras del ciclo.- Campos de aplicación.- Análisis y diagnóstico de los consumos.- Líneas generales de actuación 2.2 CICLOS COMBINADOS DE VAPOR Y GAS.- Parámetros en los ciclos combinados STAG.- Cálculo.- Presiones variables .- Eficiencia 2.3 COGENERACIÓN.- Introducción.- Diagrama de Flujo de calor.- El ciclo combinado Factores en la selección de Instalaciones.Demandas de vapor.- Ventajas de la baja presión.- Prueba de varias presiones.2.4 PLANTAS DE FUERZA CON MCI.- Potencia de los MCI.-. Rendimiento de los motores.- Sistemas auxiliares. 2.5 PLANTAS DE ENERGIA NUCLEAR.- Introducción.- Reactores enfriados por gas.- Reactores enfriados con refrigerante líquido (PWR y BWR) 2.6 TECNOLOGÍA AVANZADA EN LA GENERACIÓN TÉRMICA.- Sistemas CAES; STAG; COGAS; TEES; MIUS.,- Ciclo Magneto hidrodinámico.- Ciclos binarios con generación termoiónica. 2.7 GENERACIÓN CON ENERGIAS RENOVABLES TERCERA FASE 3.1 CENTRALES HIDRAULICAS.- GENERALIDADES.- Terminología .- Estudio Pluviométrico.- Balance y diagramas hidrológico.3.2 RESERVORIOS DE REGULACION Y ACUMULACION 3.3 CORRENTOMETRÍA.- Aforos en cauces libres.- Aforos en tuberías 3.4 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE UNA CENTRAL Presas.- Desarenadores.- Canales y galerías.- Chimenea de Equilibrio o pozo piezométrico: dimensionamiento.- Golpe de ariete. 3.5 TUBERIAS FORZADAS.- Tuberías metálicas, pre deformada y pre comprimida.- Tubería forzada de hormigón precomprimido.Tuberías de PVC.- Anclaje de la tubería.- Número de tuberías y diámetro más conveniente. 3.6 DISPOSITIVOS DE CIERRE DE SEGURIDAD Y ACCESORIOS.-Compuerta plana.- Válvulas: compuerta, de mariposa, de globo.Aparatos de protección y seguridad.- Limitadores de presión.- Reguladores de caudal. 3.7 TURBINAS HIDRAULICAS.- Turbinas de acción: Pelton. Reacción: Francis y Kaplan.- Cavitación.- Tubos de aspiración o difusores.Reguladores automáticos de las turbinas. 3.8 CENTRALES DE PUNTA Y CENTRALES DE SOBREREGULACION.- Centrales de Acumulación o Bombeo

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5. EVALUACIÓN DE COMPETENCIAS ADQUIRIDAS EVIDENCIAS OBTENIDAS: PRIMERA FASE: CENTRALES TERMOELÉCTRICA A VAPOR Resuelve una prueba de ensayo. Presenta problemas resueltos sobre el cálculo y la caracterización cuantitativa y cualitativa de los componentes de una Central Termoeléctrica a vapor de agua, distingue los diferentes tipos de Centrales, empleando para ello los principios que rigen los procesos termodinámicos en cada componente. Propone nuevas distribuciones en la solución de problema s relacionados con la protección del medio ambiente, y presenta cuadros comparativos con eficiencias y costos de otras opcion es de Centrales Eléctricas. SEGUNDA FASE: CENTRALES DE CICLO COMBINADO, NUCLEAR Y DE GENERACIÓN NO CONVENCIONAL Resuelve una prueba de ensayo. Presenta problemas resueltos sobre los componentes de Centrales a gas y de ciclo combinado, interrelacionando el funcionamiento de ambos ciclos y buscando la máxima eficiencia de funcionamiento. Valora la importancia de la optimización de la eficiencia y el ahorro de combustible no solo para disminuir los costos de generación sino también para mi tigar el impacto ambiental. TERCERA FASE: CENTRALES HIDROELÉCTRICAS Resuelve una prueba de ensayo. Maneja las variables que rigen el comportamiento de las Centrales Hidráulicas y los recursos hídricos necesarios para su funcionamiento así como relaciona las tareas de otros profesionales que intervienen en el Proyecto integral de una Central Hidroeléctrica. Distingue y aplica los modelos correspondientes al cálculo de los componentes de la misma y tener conocimiento de los valores de las potencias generadas en todo el país y en el mundo. CRITERIOS DE EVALUACIÓN: -

Eficiencia Creatividad Secuenciación

6. BIBLIOGRAFÍA BIBLIOGRAFÍA -

Apuntes de clase Ing. Carlos Gordillo Andía M.Sc. Edición 2015 Centrales Eléctricas.- Frederick Morse. Editorial CECSA Centrales a Vapor.-G. Gaffert. Editorial Reverté S.A. Steam.- Babcok & Wilcox Análisis Termodinámico de Plantas Termoeléctricas.- Haywood. Editorial Limusa New and advanced Energy Conversion Technologies.- M.A. Korobitsyn Centrales Termoeléctricas.- Riskin Motores Endotérmicos.- Dante Giacossa. Energía Geotérmica.- H. Christopher. Harmstead Equipos Industriales.- Elonka G. Castelfranchi.- Centrales Eléctricas tomo I E. Santo Potess.- Centrales Eléctricas G. Zoppetti.- Centrales Hidroeléctricas Tsuguo Nosaki.- Mini y Micro Centrales

REFERENCIAS DE INTERNET www.monografias.com www.scribd.com www.generalelectric.com www.sulzer.com www.weastinghouse.com www.babcob&wilcox.com

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