Créditos ECTS Créditos ECTS: 6
Horas ECTS Criterios/Memorias Trabajo del Alumno/a ECTS: 102 Horas de Tutorías: 6 Clase Expositiva: 18 Clase Interactiva: 24 Total: 150
Lenguas de uso Castellano, Gallego
Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007 - 822/2021
Centro Facultad de Matemáticas
Convocatoria: Segundo semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable | 1ro curso (Si)
1. Introducción
- Perspectiva histórica
- La ciencia de la combustión
- Desarrollos futuros
2. Ecuaciones de conservación para flujos reactivos
- Mezclas multicomponente
* Fracciones másicas
* Fracciones molares
* Concentraciones molares
- Ecuaciones de estado para mezclas de gases ideales
* Ecuación térmica de estado
* Ecuación calórica de estado
- Transporte molecular en mezclas multicomponente
* Velocidades de difusión
* Transporte multicomponente
* Simplificaciones usuales en problemas de combustión
- Ecuaciones de conservación
* Masa
* Cantidad de movimiento
* Especies
* Energia
- Escalas características y números adimensionales
3. Termoquímica
- La hipótesis de combustión completa
* Mezcla estequiométrica
* Relación de equivalencia (o dosado relativo)
* Composición de la mezcla de productos en combustión completa
+ Combustión pobre
+ Combustión rica
- Temperatura adiabática de llama
* Definición
* Calor de combustión
* Cálculo de la temperatura adiabática de llama
+ cp Variable
+ cp Constant
- Combustión completa vs. combustión incompleta
* Especies mayoritarias y minoritarias
- Equilibrio químico en mezclas reactivas
* La constante de equilibrio
* Disociación de las especies mayoritarias
* Efecto de la temperatura y la presión
4. Cinética de la combustión
- Cinética química
* Tipos de reacciones elementales
* Mecanismos detallados y reducidos
* Mecanismos de un solo paso
* El límite de alta energía de activación
- Ritmo de liberación de calor por reacción química
- Hipótesis de estado estacionario
- Hipótesis de equilibrio parcial
- Ejemplos
* Combustión de hidrógeno
* Combustión de hidrocarburos
* Análisis de Zeldovich para la producción de NOx
5. Combustión en sistemas de composición homogénea
- Ecuaciones de conservación para sistemas de composición homogénea
- Combustión adiabática en un reactor bien agitado. Soluciones estacionarias
* El número de Damköhler
* Ignición y extinción: La curva en forma de S
- Teoría de Frank-Kamenetskii de explosiones térmicas en recintos cerrados
- Explosiones de radicales
* Límites de explosión en mezlas H2-O2
* Límites de explosión en mezlas HC-O2
- Ignición espontánea en una cámara de combustión de volumen variable
- Otros procesos de ignición
6. Frentes reactivos: Detonaciones y deflagraciones
- Relaciones de Rankine-Hugoniot
- Detonaciones
* Estructura ZND
* Detonaciones "galopantes"
* Estructura real de las detonaciones
- Deflagraciones o llamas premezcladas
* Estructura interna
* Velocidad de propagación
+ Variación con la presión y la relación de equivalencia
* Energía mínima de encendido
* Distancia de apagado
* Límites de inflamabilidad
7. Llamas de difusión
- Combustión no premezclada
- Parámetros termoquímicos relevantes
- El límite de reacción infinitamente rápida
- Efectos de cinética finita
* Llamas de difusión en contracorriente
* Ignición y extinción: La curva en forma de S
- Ejemplos
* Llamas de difusión de chorro
* Interacción de llamas con torbellinos
8. Evaporación y combustión de gotas y sprays
- Evaporación de gotas
- Combustión de gotas
- Descripción homogeneizada de la combustión de sprays
9. Inestabilidades de la combustión
- Estiramiento y curvatura de la llama
- Inestabilidad termo-difusiva
- Inestabilidad hidrodinámica
- Inestabilidad termoacústica
10. Combustión turbulenta
- Combustión turbulenta premezclada
* Escalas características
* Diagrama de regímenes
* Velocidad de llama turbulenta
- Combustión turbulenta no premezclada
* Escalas características
* Diagrama de regímenes
* Llamas de difusión de chorro turbulentas
- Transport Processes in Chemically Reacting Flow Systems. D. E. Rosner. Dover. 2000.
- Diffusion and Heat Transfer in Chemical Kinetics. D. A. FrankKamenetskii. Plenum Press.
1969.
- Fundamental Aspects of Combustion. A. Liñán & F. A. Williams. Oxford University Press.
1993
- Combustion Theory. F. A. Williams. BenjaminCummings.1985. 2 ed.
- Turbulent Combustion. N. Peters. Cambridge University Press. 2000
Básicas y generales :
GG1: Poseer conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en
el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación,
sabiendo traducir necesidades industriales en términos de proyectos de I+D+i en el
campo de la Matemática Industrial.
CG3 Ser capaz de integrar conocimientos para enfrentarse a la formulación de juicios
a partir de
información que, aun siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las
responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos;
CG4: Saber comunicar las conclusiones, junto con los conocimientos y razones últimas
que las sustentan, a públicos especializados y no especializados de un modo claro y
sin ambigüedades
CG5: Poseer las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de
un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo, y poder
emprender con éxito estudios de doctorado.
Específicas:
CE3: Determinar si un modelo de un proceso está bien planteado matemáticamente y
bien formulado desde el punto de vista físico.
CE5: Ser capaz de validar e interpretar los resultados obtenidos, comparando con
visualizaciones, medidas experimentales y/o requisitos funcionales del correspondiente sistema
físico/de ingeniería.
De especialidad “ Modelización ” :
CM1: Ser capaz de extraer, empleando diferentes técnicas analíticas, información
tanto cualitativa como cuantitativa de los modelos.
Clases en el aula.
CRITERIOS PARA LA 1ª OPORTUNIDAD DE EVALUACIÓN:
Los alumnos deben demostrar que entienden y saben aplicar los conceptos aprendidos
mediante la realización de trabajos propuestos en clase. Concretamente, a lo largo del
cuatrimestre los alumnos deberán realizar y entregar 4 trabajos sobre los temas
tratados en la asignatura (75% de la nota). Se valorará positivamente la asistencia a
clase (10% de la nota), y se realizará un examen tipo test al finalizar el cuatrimestre
(15% de la nota).
CRITERIOS PARA LA 2ª OPORTUNIDAD DE EVALUACIÓN:
Los mismos criterios que en la 1ª oportunidad.
UNIVERSIDADES DESDE LA QUE SE IMPARTE: Universidad Carlos III de Madrid
CRÉDITOS: 6 créditos ECTS
PROFESOR/A COORDINADOR/A: Marcos Vera Coello (marcos.vera [at] uc3m.es (marcos[dot]vera[at]uc3m[dot]es))
PROFESOR 1: Mario Sánchez Sánz (mssanz [at] ing.uc3m.es (mssanz[at]ing[dot]uc3m[dot]es))
PROFESOR 2:Eduardo Fernández Tarrazo (eafernan [at] ing.uc3m.es (eafernan[at]ing[dot]uc3m[dot]es))
PLAN DE CONTINGENCIA (para la adaptación de esta guía al documento Bases para el desarrollo de una docencia presencial segura en el curso 2021-2022 aprobado por él Consejo de Gobierno de lana USC en sesión común celebrada él día 30 de abril de 2021):
El procedimiento de evaluación es el mismo independientemente del escenario. En los escenarios en los que no sea factible realizar pruebas en alguna de las cinco sedes del M2i serán en remoto.
Las clases se impartirán con los sistemas que indique el M2i, actualmente LifeSize, al mismo tiempo podrá emplearse MS Teams para las presentaciones y las pruebas de los estudiantes. La tutorías también se pueden solicitar por Skype o MS Teams en todos los escenarios.