Tecnología Industrial I
Material para Alumnos Pendientes
Curso 2013-2014
1º EVALUACIÓN 2º EVALUACIÓN 3º EVALUACIÓN
14 – ENERO - 2014 4 – FEBRERO - 2014 18 – MARZO - 2014
PARTE I PARTE II PARTES III Y IV
80% PRUEBA ESCRITA - 20% TAREAS ENTREGADAS EN TIEMPO Y FORMA
CURSO 2013-2014 DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA I PARTE – BLOQUE DE RECURSOS ENERGÉTICOS
TEMA 1: LA ENERGÍA Y SU TRANSFORMACIÓN
1. Sistema de unidades: Sistemas Internacional – Cegesimal – Técnico
Cambio de unidades según procedimiento de clase
2. Concepto de energía y sus unidades:
Definición de energía y de caloría 3. Formas de manifestación de la energía
3.1. Energía Mecánica
Definición de energía cinética – potencial – mecánica
Problemas de caída libre 3.2. Energía Térmica
Definición de conducción – convección – radiación
Problemas [de conducción y convección]
3.3. Energía Química
Definición de combustión, definición del poder calorífico
Problemas de combustión química 4. Acumulación de energía térmica en los
cuerpos
Proceso de acumulación de energía térmica en los cuerpos. Calor específico
Problemas de acumulación de energía térmica
5. Rendimiento
Definición de rendimiento. Su unidad [adimensional]
Problemas
COLECCIÓN DE ACTIVIDADES
ENERGÍA MECÁNICA
1. Un avión lanza un paquete de 10 kg cuando se encuentra a una altura de 50 m. a. Calcula le energía mecánica, cinética y potencial antes de soltar el objeto (KJ)
b. Calcula le energía mecánica, cinética y potencial cuando está a punto de impactar contra el suelo. (KJ)
c. Calcula le energía mecánica, cinética y potencial cuando ha recorrido la mitad de la distancia. (KJ)
d. ¿Cuándo adquiere la máxima velocidad? ¿Cuándo la mínima? Indica los valores
CONDUCCIÓN
1. Tenemos una placa de cobre de 30 cm de espesor. Una cara se encuentra a 125 ºC y la otra se mantiene a 75 ºC. ¿Qué cantidad de calor por unidad de superficie se transfiere a través de la placa en tres minutos? (λCobre=370 W/m*ºC)
2. Tenemos un recinto de 3mx5mx5m (alto, largo, ancho) que se quiere mantener a una temperatura de 20 ºC. El recinto tiene un espesor de 20 cm y está fabricado con hormigón. Afuera, en la calle, tenemos una temperatura media de 9 ºC.
a. Calcular el calor que se escapa de la habitación por hora y por día. (λ hormigón = 0,7
Kcal/m*h*ºC). Contemplar sólo la superficie de las paredes.
b. Calcula el tiempo que debe estar conectado al día un radiador de 5000 W de potencia, para suministrar la energía perdida por conducción
CONVECCIÓN
1. Si la superficie de un radiador es de 30cm x 90 cm, calcular la cantidad de calor transmitido al medio, si el aire caliente sale de éste a una temperatura de 60ºC. El recinto se encuentra a una temperatura de 14 ºC
CURSO 2013-2014 DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA RENDIMIENTO Y PODER DE COMBUSTIÓN
1. Se dispone de un motor para bombear 500 litros de agua a un aljibe que se encuentra a 7 m de altura. Calcula la cantidad de gasóleo que he de quemar si deseo un rendimiento del 75%. El poder calorífico del gasóleo es Pc= 10.300 Kcal/Kg.
2. Una central térmica produce 2000 KW⋅h en 1h. Sabiendo que se emplea antracita como
combustible y que, aproximadamente aprovecha el 40% del combustible quemado para generar electricidad, calcula la cantidad de toneladas diarias que es necesario suministrar a la central. 3. A una central térmica de carbón, que tiene un rendimiento del 16 %, se le han suministrado
20.000 kg de antracita. Calcula la energía producida en kW⋅h.
4. Una máquina de aire acondicionado ha extraído de una habitación 5000 Kcal. Sabiendo que durante este tiempo ha consumido 6 KWh, determinar el rendimiento de la máquina.
ACUMULACIÓN DE ENERGÍA TÉRMICA EN LOS CUERPOS
1. Queremos calentar un litro de agua en una olla para que pase de 20ºC a 90ºC, para ello empleamos un pequeño calentador eléctrico. Necesitamos quince minutos para que el agua alcance la temperatura deseada. ¿Cuántos vatios de potencia tiene nuestro calentador eléctrico?
2. Una plancha tiene su base de aluminio, de superficie 20 cm2 y espesor 5 cm. Sabiendo que su temperatura ha pasado de 20 ºC a 65 ºC en 1 minuto y que se desprecian las pérdidas de calor por radiación y conducción, calcula la energía térmica acumulada en Kcal así como la potencia de la plancha en W.
DATOS: d Al = 2,75 Kg/dm 3
; Ce Al = 0,212 Kcal/kg*ºC
TEMA 2: ENERGÍAS NO RENOVABLES
1. Fuentes de energía
Conceptos de energía primaria y secundaria
Conceptos de energía renovable y no renovable
2. Combustibles fósiles 2.1. Carbón
Carbones naturales: origen y clasificación
Carbones artificiales: tipos y procesos de obtención
Central térmica de carbón: cuadros conceptuales
2.2. Petróleo
Origen del petróleo
Pozos petrolíferos: localización del crudo en roca porosa; elementos que lo rodean
Destilación fraccionada del petróleo
Craqueo
2.3. Efectos Medioambientales
Efecto Invernadero
Lluvia ácida 3. Energía Nuclear
Definición
Tipos de reacciones nucleares: fisión y fusión
Central nuclear con reactor de agua a presión: cuadros conceptuales
CURSO 2013-2014 DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA COLECCIÓN DE ACTIVIDADES
COMBUSTIBLE FÓSIL (CARBÓN)
1. ¿Qué quiere decir que una fuente de energía no es renovable? 2. ¿Cuáles son las fuentes de energías no renovables y renovables? 3. ¿Qué son los carbones artificiales? ¿Cómo se obtienen?
4. ¿Qué productos se pueden obtener de la brea y el alquitrán? 5. ¿Cuántos tipos de carbón natural encontramos?
6. ¿Cómo debe ser el carbón obtenido de manera artificial? ¿Por qué? 7. Define el proceso de obtención del carbón de coque
8. Diagrama de una central térmica convencional
9. Nombra y define las nuevas tecnologías empleadas para mejorar el rendimiento de las centrales térmicas de carbón
10. Define efecto invernadero y lluvia ácida
COMBUSTIBLE FÓSIL (PETRÓLEO)
1. Definición de petróleo. ¿Por qué elementos está rodeado el petróleo en un pozo petrolífero? 2. Explica en qué consiste la destilación fraccionada.
3. ¿Qué es el craqueo? ¿Por qué es interesante esta reacción química?
ENERGÍA NUCLEAR
1. Explica en qué consiste la fisión nuclear y la reacción en cadena 2. ¿Qué diferencia hay entre fusión y fisión nuclear?
3. ¿Qué reacción nuclear es más contaminante la de fusión o la de fisión? ¿Por qué? 4. Elementos del reactor nuclear
5. ¿Por qué es necesaria la presencia de un circuito primario de agua y de uno secundario? 6. Indica qué partes baña el circuito de agua primario y el circuito de agua secundario 7. Diagrama de funcionamiento de una central nuclear
TEMA 3: ENERGÍAS RENOVABLES
1. Energía Hidráulica
Transformación de la energía del agua hasta energía eléctrica [cuadros conceptuales]
1.1. Central Hidráulica
Tipos de embalse – elementos presentes en los conductos
Turbinas de una central hidráulica: Kaplan y Pelton [tipos y
características]
Tipos de centrales hidráulicas: Bombeo puro y Mixtas [definición]
2. Energía Solar
2.1. Conversión en energía calorífica: Colectores
Colectores [funcionamiento y clasificación]
2.2. Conversión en energía calorífica: Campo de Helióstatos
Definición de helióstato
Cuadros conceptuales de la central 2.3. Conversión en energía eléctrica:
Placas fotovoltaicas.
Funcionamiento de una placa fotovoltaica
3. Energía Eólica
3.1. Elementos de una aerogenerador
Góndola – torre – palas
CURSO 2013-2014 DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA 5 COLECCIÓN DE ACTIVIDADES
ENERGÍA HIDRÁULICA
1. Definición de Energía Hidráulica. Indica mediante cuadros conceptuales las transformaciones energéticas relacionadas con dicha energía
2. Describe la función de una presa. Nombra y define los diferentes tipos de presa que se encuentran en una central hidroeléctrica
3. ¿Cuál es la función de los conductos de agua? Define los componentes del mismo. 4. ¿Cómo es el funcionamiento de las turbinas? ¿Con qué elemento trabajan?
5. ¿Cuántos tipos de turbinas encontramos en una central hidroeléctrica? Descríbelos
6. Hay dos tipos de grandes centrales hidroeléctricas. Descríbelas. ¿Cuál es su diferencia básica?
ENERGÍA SOLAR
1. ¿Cuáles son los dos campos fundamentales de transformación de la energía solar? Indica qué procesos se siguen en cada uno de ellos
2. Misión de un colector plano. Habla de manera detallada de la clasificación de estos colectores 3. ¿Qué es un helióstato? ¿Qué misión tiene?
4. ¿Cuántos circuitos de agua encontramos en un campo de helióstatos? Descríbelos 5. Describe qué es una placa fotovoltaica y su funcionamiento de manera breve 6. ¿Por qué se colocan las placas fotovoltaicas en serie?
7. ¿Por qué las instalaciones voltaicas han de ir provistas de acumuladores?
ENERGÍA EÓLICA
CURSO 2013-2014 DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA 6 II PARTE – BLOQUE DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS Y SISTEMAS
TEMA 4: ELEMENTOS MECÁNICOS TRANSMISORES DEL MOVIMIENTO
1. Máquinas y mecanismos
Definiciones
2. Transmisión mediante poleas 2.1. Polea fija – Polea móvil
Definiciones – problemas – representación
2.2. Polipastos exponencial y potencial
Definiciones – problemas – representación
2.3. Tipos de poleas y correas
Definiciones – representación
3. Transmisión mediante correas y poleas 3.1. Correa en paralelo – Correa
cruzada
Definiciones – problemas – representación – relación de transmisión
4. Transmisión mediante ruedas de fricción
4.1. Ruedas de fricción interiores – exteriores
Definiciones – problemas – representación – relación de transmisión
4.2. Ruedas de fricción troncocónicas
Definiciones – problemas – representación – relación de transmisión (demostración)
4.3. Fuerza axial sobre las ruedas de fricción
Demostración 5. Engranajes
5.1. Engranajes de dientes rectos
Definición de circunferencia primitiva – características de los engranajes
Parámetros de los engranajes: módulo – paso – relación de transmisión
Características del diente: addendum – dedendum – altura del diente – longitud del diente
5.2. Otros engranajes representativos 5.3. Engranaje helicoidales – cónicos –
tornillo sin fin
Características fundamentales 5.4. Sistemas de transmisión por
cadena
Problemas (relación de transmisión) 6. Potencia y par
Definición y problemas
COLECCIÓN DE ACTIVIDADES
POLEAS
1. Hallar la fuerza que es necesaria aplicar para vencer una resistencia de 240 Kp, utilizando: a) Una polea móvil (Incluye representación)
b) Un polipasto potencial de tres poleas móviles (Incluye representación) c) Un polipasto exponencial de tres poleas móviles (Incluye representación)
2. Hallar la fuerza que es necesario aplicar para vencer una resistencia de 500 Kp, utilizando: a) Una polea móvil. (Incluye representación)
CURSO 2013-2014 DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA 7 CORREAS
1. La polea motriz de un sistema de poleas unido mediante correas en paralelo tiene 45mm de diámetro mientras que la conducida tiene 120mm de diámetro.
a) Calcula la relación de transmisión
b) Calcula la velocidad de giro de la polea conducida en radianes/s si la de la motriz es de 450rpm
c) Determina la velocidad de la corre. (Incluye representación)
2. La polea motriz de un sistema de poleas unido mediante correas cruzadas tiene una relación de transmisión de 0,2. Si la polea motriz tiene 20 mm de diámetro y gira a 23 radianes/segundo. Determina:
a) El diámetro de la rueda conducida
b) La velocidad de giro de la polea conducida
c) Determina la velocidad de la correa. (Incluye representación)
RUEDAS DE FRICCIÓN
1. Dos ruedas de fricción exteriores giran entre sí sin deslizamiento. Sabiendo que la relación de transmisión vale i=1/4, y que la distancia entre sus ejes es de 400 mm, determina el diámetro de ambas ruedas. (Incluye representación)
2. Dos ruedas de fricción interiores tienen una relación de transmisión i = 1/5. La distancia entre sus centros es de 800 mm, determina el diámetro de ambas ruedas. (Incluye representación) 3. Para el accionamiento de una máquina se han dispuesto dos ruedas de fricción exteriores
cuyos ejes se encuentran separados 600 mm. Sabiendo que la relación de transmisión es de i = ½ y que es accionado directamente por un motor que gira a 1200 rpm, calcular:
a) El diámetro de las dos ruedas. (Incluye representación) b) El número de rpm con el que gira la rueda conducida
ENGRANAJES
1. Calcula las dimensiones de una rueda dentada de dientes rectos suponiendo que tiene 60 dientes y módulo 6
2. Suponiendo que la rueda del ejercicio anterior engrane con una rueda Z = 40 dientes que gira a 1500 rpm, determinar:
a) Diámetro primitivo de la rueda b) Velocidad del piñón
3. Sabiendo que un engranaje tiene de módulo 3 y 30 dientes, determina: a) El paso
b) El diámetro interior c) Diámetro exterior
4. Calcula la relación de transmisión de un par de engranajes en el que el piñón tiene 50 dientes y la rueda 30. Explica por qué el eje conducido gira más deprisa que el eje conductor.
5. Un piñón cuyo módulo es de 2 mm y su diámetro primitivo de 90 mm, engrana con una rueda de 60 dientes. Calcular:
a) Número de dientes del piñón b) Diámetro primitivo de la rueda
CURSO 2013-2014 DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA 8 POTENCIA Y PAR
1. Calcula la fuerza necesaria que hay que hacer para que no se produzca deslizamiento si la potencia que hay que transmitir es de 0,75 CV, el radio de la rueda es de 100 mm, n= 800 rpm y el coeficiente de rozamiento µ = 0,5
2. Determina cuál será la máxima velocidad (rpm) con que puede girar el piñón de una transmisión mediante ruedas de fricción interiores (r= 5cm), si la potencia a transmitir es de 0,2 CV, la fuerza axial realizada es de 25 kg y el coeficiente de rozamiento es de µ= 0,35.
3. Determina la fuerza necesaria que habría que realizar sobre la periferia de un engranaje (sentido contrario al de giro) para detenerlo, si está conectado a un motor que gira a 800 rpm y tiene una potencia de 30 W. El número de dientes es de 30 y m= 2.
4. Se quiere transmitir un movimiento desde un engranaje piñón de 60 dientes a una rueda de 80 dientes y de módulo 3. suponiendo que no se tienen en cuenta las pérdidas de potencia, determinar:
a) Momento o par que tendrá el árbol si la potencia del motor es de 0,3 CV y gira a 1200 rpm b) Número de revoluciones con el que girará la rueda
c) ¿Cuál será la fuerza que ejerce el diente del piñón sobre el diente de la rueda?
TEMA 5: ELEMENTOS MECÁNICOS AUXILIARES
1. Elemento mecánico auxiliar 2. Acumulador de energía
Volante de inercia 3. Elementos elásticos
Muelles – Ballestas – Barras de torsión
4. Elementos disipadores de energía
Frenos de zapata – de disco 5. Embrague
6. Otros elementos mecánicos
Cojinetes de fricción - Rodamientos 7. Lubricación de máquinas
8. Mantenimiento de elementos mecánicos
COLECCIÓN DE ACTIVIDADES
1. ¿Qué es un acumulador de energía?
2. Explica para qué se emplean los volantes de inercia
3. Indica cuáles son los acumuladores de energía elásticos más empleados. Incluye su representación gráfica e indica el tipo de esfuerzo qué soportan
4. ¿De qué factores depende que un muelle absorba más o menos energía?
5. Indica cuáles son los tipos de frenos más habituales y en qué se diferencian unos de otros 6. ¿Qué son los embragues?
7. Describe brevemente los tipos de embragues más usuales 8. Diferencia entre un cojinete de fricción y un rodamiento
9. Representación gráfica del símbolo de un rodamiento axial y uno radial 10. ¿Para qué valen los lubricantes? ¿Qué tipos se usan?
11. Explica los diferentes tipos de lubricantes existentes
CURSO 2013-2014 DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA 9 III PARTE – BLOQUE DE MATERIALES
TEMA 6: MATERIALES. TIPOS Y PROPIEDADES
1. Propiedades mecánicas de los materiales
Elasticidad – Plasticidad – Ductilidad – Maleabilidad – Dureza – Fragilidad – Tenacidad – Fatiga – Resiliencia 2. Esfuerzos físicos a los que se somete
un material
Tracción – Compresión – Flexión – Cortadura – Pandeo - Torsión
3. Ensayos de materiales
Tracción - Fatiga – Dureza – Resiliencia
4. Criterios para la selección adecuada de un material
Material (propiedades) – Esfuerzo – Diseño
5. Residuos industriales
Tipos – Operaciones
COLECCIÓN DE ACTIVIDADES
1. Realiza un esquema de la unidad donde figuren además las definiciones de todos los términos arriba mencionados
TEMA 7: METALES FERROSOS
1. Metales ferrosos
Definición – tipos de minerales de hierro
2. Horno alto: proceso de obtención del arrabio
Descripción del proceso 3. Convertidor: transformación del
arrabio en acero
Descripción del proceso 4. Obtención del acero a través de
chatarra: horno eléctrico
Descripción del proceso
5. Colada de acero
Convencional – Continua – Sobre lingoteras
6. Trenes de laminación
Laminación en caliente – Laminación en frío
7. Productos ferrosos
Hierro – Acero – Fundición – Grafito 7.1. Tipos de aceros
Aceros no aleados – Aceros aleados 7.2. Tipos de fundiciones
Ordinaria (blanca – gris – atruchada) – Aleada – Especial (corazón negro – blanco – grafito esferoidal)
COLECCIÓN DE ACTIVIDADES
1. ¿De qué dos maneras se puede obtener el acero para piezas industriales?
2. ¿Qué diferencias hay entre un alto horno y un horno eléctrico? (Relaciona el tipo de combustible, la materia prima entrante, el producto obtenido)
3. Procedimiento detallado de lo que sucede en un Alto Horno 4. ¿Para qué sirven las ferroaleaciones y los fundentes?
5. Explica en qué consiste la colada sobre lingoteras y la colada convencional 6. ¿Qué son los trenes de laminación y para qué sirven?
CURSO 2013-2014
8. ¿En qué consiste una fundición aleada? Indica las diferencias más significativas las fundiciones ordinarias
9. ¿Se puede utilizar el convertidor o procedimiento LD para obtener el acero exclusivamente de la chatarra? ¿Por qué?
10. ¿Cuáles son las partes de un alto horno? 11. Diferencia entre ganga y mena
12. ¿Qué tipos de minerales de hierro se emplean mayoritariamente en la actualidad para la obtención de los productos férricos?
13. Explica paso a paso el funcionamiento del procedimiento LD 14. ¿Qué son las cucharas torpedo?
15. Señala los pasos que deben seguirse a la hora de obtener acero a partir de chatarra 16. Indica en qué se diferencia un acero de un hierro, de una fundición y de un grafito 17. ¿Qué ventajas e inconvenientes tienen los aceros que llevan mucho carbono? 18. ¿En qué casos se emplea el conv
horno eléctrico?
19. ¿En qué se diferencia un acero aleado de otro que no lo es?
IV PARTE
TEMA 8: CIRCUITOS ELÉCTRICOS DE CORRIENTE CONTINUA
1. Concepto de energía eléctrica
Constitución del átomo
2. Características de un circuito de corriente continua
Circuitos abiertos – Cerrados 3. Magnitudes eléctricas
Tensión – Intensidad – Resistencia Potencia
1
1.. Realiza un esquema de la unidad donde figuren además las definiciones de todos los términos
arriba mencionados 2
2.. Calcular en cada circuito, la resistencia total de manera detallada, la intensidad que sale de la
pila y las caídas de tensión e intensidades que pasan por cada una de las resistencias. Muestra los datos en una tabla
Nota: Identifica cada resistencia para su cálculo (R
a)
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA
¿En qué consiste una fundición aleada? Indica las diferencias más significativas
¿Se puede utilizar el convertidor o procedimiento LD para obtener el acero exclusivamente de
¿Cuáles son las partes de un alto horno? Diferencia entre ganga y mena
¿Qué tipos de minerales de hierro se emplean mayoritariamente en la actualidad para la obtención de los productos férricos? ¿En qué se diferencian?
Explica paso a paso el funcionamiento del procedimiento LD ¿Qué son las cucharas torpedo?
ue deben seguirse a la hora de obtener acero a partir de chatarra Indica en qué se diferencia un acero de un hierro, de una fundición y de un grafito ¿Qué ventajas e inconvenientes tienen los aceros que llevan mucho carbono?
¿En qué casos se emplea el convertidor LD para el afino del acero y en qué caso se emplea el
¿En qué se diferencia un acero aleado de otro que no lo es?
PARTE – BLOQUE DE ELECTRICIDAD
8: CIRCUITOS ELÉCTRICOS DE CORRIENTE CONTINUA
Concepto de energía eléctrica
de un circuito de
Cerrados
Resistencia –
(Definición, fórmula y unidad)
Ley de Ohm (Definición, fórmula y unidad)
4. Acoplamiento de receptores
En serie – En para 5. Leyes de Kirchhoff
Primera – Segunda signos
COLECCIÓN DE ACTIVIDADES
Realiza un esquema de la unidad donde figuren además las definiciones de todos los términos
la resistencia total de manera detallada, la intensidad que sale de la pila y las caídas de tensión e intensidades que pasan por cada una de las resistencias. Muestra
Identifica cada resistencia para su cálculo (Ri) – En todos los circuitos la pila tiene el mismo voltaje
b) c)
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA 10
¿En qué consiste una fundición aleada? Indica las diferencias más significativas en relación con
¿Se puede utilizar el convertidor o procedimiento LD para obtener el acero exclusivamente de
¿Qué tipos de minerales de hierro se emplean mayoritariamente en la actualidad para la
ue deben seguirse a la hora de obtener acero a partir de chatarra Indica en qué se diferencia un acero de un hierro, de una fundición y de un grafito ¿Qué ventajas e inconvenientes tienen los aceros que llevan mucho carbono?
ertidor LD para el afino del acero y en qué caso se emplea el
(Definición, fórmula y unidad) Ley de Ohm (Definición, fórmula y
Acoplamiento de receptores En paralelo Leyes de Kirchhoff
Segunda – Criterio de
Realiza un esquema de la unidad donde figuren además las definiciones de todos los términos
la resistencia total de manera detallada, la intensidad que sale de la pila y las caídas de tensión e intensidades que pasan por cada una de las resistencias. Muestra
