Introducir al estudiante en los conceptos de generación de energía (térmica y mecánica) y sus aplicaciones industriales vinculadas con el vapor. Se busca además una aplicación en el ámbito industrial, buscando su familiarización con el funcionamiento, diseño, operación y mantenimiento de instalaciones de vapor y frío a escala industrial.

1. Introducción.
   Exposición del panorama energético, formas de generación de energía y sus aplicaciones en nuestro país.

2. Combustión.
   Definición. Parámetros que influyen en la misma. Análisis estequiométrico de una combustión.
   Resolución de la ecuación de combustión para casos fuera del equilibrio químico. Balance de masa de una combustión.
   Mediciones de composición de humos, aparato de Orsat. Ecuación de Oswald Bunte. Combustión de madera, diferentes etapas. Combustión de gas natural.
   Contaminación atmosférica: composición de la atmósfera. Lluvia ácida, smog, debilitamiento del ozono en la atmósfera (zonas superiores), efecto invernadero, preservación de la atmósfera.

3. Combustión en equilibrio químico.
   Definición. Constante de equilibrio químico. Determinación de grados de disociación.
   Resolución de la ecuación de combustión en el caso de equilibrio químico.

4. Balances energéticos.
   Introducción al concepto de energía química. Redefinición de orígenes de energía y entalpías. Definición de poder calorífico y sus diferentes relaciones.
   Balance energético a una combustión (sistemas abiertos y cerrados).

5. Balances exergéticos.
   Breve introducción al segundo principio de la termodinámica en el caso de la combustión. Definición de exergía y su vinculación con el trabajo máximo.

6. Generadores de vapor.
   Introducción a los mismos. Utilización a nivel industrial. Diferentes tipos según su aplicación.
   Descripción general de los mismos.
   Tratamiento de agua y sistema de inyección de combustible líquido.

7. Caldera humotubular.
   Rangos de uso y aplicaciones. Descripción de sus componentes. Cálculo de superficies.
   Elementos auxiliares de la instalación (bombas, tanque desareador, eyectores).
   Sistemas de control de nivel y elementos de seguridad.

8. Instalaciones de vapor.
   Descripción de una instalación tipo. Criterios de diseño y trazado de cañerías. Diseño de las mismas en los diferentes casos y según criterios de caída de presión y velocidad.
   Trampas de vapor, tipo termodinámica y de flotador. Descripción, materiales que la componen, principio de funcionamiento y selección de las mismas a partir de catálogos.
   Descripción y funcionamiento de una estación reductora. Diferentes configuraciones.
   Elementos de expansión.
   Cañerías de retorno de condensado. Dimensionamiento y consideraciones especiales para evitar golpe de ariete en cañerías de retorno.

9. Calderas acuotubulares.
   Descripción, tipos y forma de funcionamiento.
   Cálculo de superficies.
   Regulación de temperatura de sobrecalentado.
   Estudios de problemas de corrosión y soluciones posibles al mismo según el caso.

10. Seguridad en generadores de vapor.
    Análisis de las causas de explosión; explosiones durante la puesta en marcha, relación combustible aire no balanceada, falla en los procedimientos de encendido, falla en los sistemas de combustión y seguridad.
    Sistemas de seguridad y control.

Programa de Refrigeración Industrial.

1. Introducción.
   Elementos básicos de refrigeración.
   Campos de aplicación.
   Métodos y técnicas de refrigeración.

2. Cámaras refrigeradas, cálculo de cargas.
   Consideraciones generales sobre diseño y construcción de cámaras refrigeradas y frigoríficas. Aislamiento. Impermeabilización. Detalles constructivos.
   Método estimativo para el cálculo de la carga de refrigeración. Carga diaria. Carga horaria. Ejemplos de cálculo.

3. Ciclos receptores.
   Ciclo de Carnot. Motor y refrigerador. Rendimiento y coeficiente de performance.
   Ciclo real estándar de refrigeración. Comparación con el ciclo ideal.
   Fraccionamiento de la compresión. Sistemas con doble etapa de compresión.
   Ciclos de refrigeración con tres fuentes térmicas. Ciclos de absorción.

4. Refrigerantes.
   Características y propiedades deseables de las sustancias refrigerantes.
   Tipos de refrigerantes. Clasificación. Nomenclatura.
   Sustitución de refrigerantes clorofluorados. Nuevos refrigerantes.
   Manipulación y procedimientos básicos. Carga. Pruebas de estanqueidad. Detección de fugas. Eliminación de humedad y gases incondensables. Aceites minerales y sintéticos; miscibilidad y separación de aceite.
   Precaución y seguridad en el manejo de refrigerantes. Grados de toxicidad e inflamabilidad. Procedimientos de emergencia y primeros auxilios.
   Refrigerantes secundarios. Salmueras y soluciones anticongelantes.

5. Evaporadores y elementos de expansión.
   Evaporadores, tipos y clasificación. Evaporadores de expansión directa. Evaporadores inundados y semi inundados. Evaporadores recirculados. Evaporadores de carcaza y tubos multitubulares para enfriamiento de líquidos. Características constructivas y de aplicación.
   Balance térmico y curva característica del evaporador. Relación TD-HR.
   Alimentación de líquido a evaporadores. Clasificación de los elementos de expansión y control de la alimentación. Tubos capilares. Válvulas de expansión manuales, automáticas y termostáticas; ecualización y tipos de carga. Válvulas de flotador.

6. Compresores.
   Clasificación y tipos de compresores. Usos característicos. Compresores de desplazamiento positivo.
   Compresores reciprocantes. Características constructivas. Compresores abiertos, herméticos y semi-herméticos. Unidades condensadoras. Ciclo de compresión. Rendimiento. Curvas características. Trabajo de compresión. Control y métodos de regulación de caudal. Lubricación; transitorios de arranque. Compresores de tornillo. Características constructivas. Separación y enfriamiento de aceite; rendimiento adiabático. VI fijo o variable. Ciclos de compresión. Sobrealimentación. Rendimientos, variación del rendimiento adiabático con VI. Curvas características. Capacidad volumétrica. Trabajo de compresión. Control y regulación del funcionamiento del compresor.

7. Condensadores.
   Clasificación y tipos de condensadores. Recipiente recibidor. Condensadores evaporativos. Condensadores de carcaza y tubo. Condensadores de tubos concéntricos. Condensadores de tubos enfriados por aire. Características constructivas y aplicación.
   Etapas de intercambio de un condensador. Balance térmico y curvas características.
   Control y regulación de la presión de condensación.

8. Métodos de descongelación.
   Acumulación de escarcha y hielo en el evaporador. Causas y consecuencias.
   Eliminación de escarcha; descongelación por circulación natural o forzada de aire. Descongelación por lluvia de agua o salmuera. Descongelación eléctrica. Descongelación por reevaporación. Sistema de banco térmico. Descongelación con gas caliente en sistemas sin recirculación. Otros métodos de descongelación en evaporadores no recirculados.
   Descongelación con gas caliente en sistemas con evaporadores recirculados.

9. Complementos.
   Unidad condensadora; modelo para el estudio general del sistema de refrigeración.
   Equipos compactos y unidades autónomas; chillers.
   Bancos de hielo y sistemas de acumulación de frío.
   Elementos de control, instrumentación y automatismos.
   Aplicaciones del segundo principio de la termodinámica. Análisis entrópico. Irreversibilidad y rendimiento exergético. Coeficiente de Lorentz. Corrección del valor teórico del COP. Consideraciones complementarias sobre el proceso de expansión. Coeficiente de Joule-Thompson.
   Compresores centrífugos.