ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA INGENIERO INDUSTRIAL PRUEBAS DE CONJUNTO – CURSO 2015-2016 Pruebas de conjunto para los alumnos que han cursado la carrera de Ingeniero Industrial en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería (ICAI) de la Universidad Pontificia Comillas. CUESTIONARIO Temas Comunes 1.2.- 3.4.- 5.- 6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.- Matrices semejantes y sus propiedades. Autovalores y autovectores de matrices cuadradas. Definición, cálculo y propiedades. Forma canónica de Jordan y matriz de paso asociada. Potencias y exponencial de una matriz. Análisis de circuitos lineales mediante ecuaciones de estado. Conceptos de estado, entrada y salida; ecuaciones básicas y aplicación a los circuitos. Solución de ecuaciones de estado; matriz de transición. Valores y vectores propios; diagonalización. Matriz de transferencia. Pérdidas en los materiales magnéticos con campos variables. Pérdidas por histéresis y por corrientes parásitas (Foucault). Dependencia con la frecuencia. Materiales magnéticos utilizados en las máquinas eléctricas. Circuitos trifásicos. Generación de un sistema trifásico de tensiones equilibradas. Conexión de fuentes y de cargas en estrella o en triángulo. Análisis de un sistema estrella-estrella. Sistema equivalente estrella-estrella de circuitos trifásicos con otras conexiones de fuentes o de cargas. Potencia en los sistemas trifásicos equilibrados. Exergía. Definición de trabajo útil, estado muerto, trabajo reversible, irreversibilidad y energía utilizable. Balance exergético en sistemas cerrados y abiertos. Diagrama de Sankey. Eficiencia exergética: formulaciones térmica y económica. Ecuaciones integrales de la Mecánica de Fluidos. Conservación de masa, de cantidad de movimiento y energía. Teorema de Castigliano. Reciprocidad de las fuerzas y los desplazamientos. Aleaciones en ingeniería. Diagramas de equilibrio. Casos prácticos. Intercambiadores de calor. Clasificación. Coeficiente global de transferencia de calor. Métodos de cálculo: de la temperatura logarítmica media y de la eficacia. Metodología de cálculo. Tornillos de rosca de perfil cuadrado. Rendimiento. Ganancia mecánica. Reversibilidad. Aplicaciones. Cálculo de incertidumbres. Evaluación de incertidumbre típica A y B y típica combinada y expandida. Calibración y contrastación. Análisis de la varianza. Modelos ANOVA de un factor. Modelos ANOVA de dos factores. Ciencia y tecnología del medio ambiente: el agua. Naturaleza y composición. Tratamiento y suministro de agua potable. Contaminación de aguas residuales: urbana e industrial. Tratamientos para la reducción de la contaminación. Correcciones valorativas de inmovilizado. Concepto y justificación de la amortización. Métodos de cálculo. Función financiera de las amortizaciones. Provisiones por depreciación de inmovilizado. Gestión de inventarios de demanda dependiente. Demanda independiente versus demanda dependiente. Estructura de los productos. Planificación de las necesidades de materiales (MRP). Explosión de las necesidades de materiales. Temas, Ingeniería Mecánica 16.- Motores de Combustión Interna Alternativos. Motores MEP/MEC y 2/4 tiempos. Ciclos teóricos y ciclo real. Variables características: potencias, presiones medias, rendimientos, consumos específicos y dosado. 17.- Tratamientos térmicos de los aceros. Diagrama Fe-C y diagramas TTT isotérmicos y TTT de enfriamiento continuo. Recocido, temple y revenido. Tratamientos termoquímicos: nitruración y cementación. 18.- Definición y representación geométrica del estado superficial. Parámetros de medida del acabado superficial. Medida de la rugosidad. 19.- Trenes de engranajes epicicloidales. Clasificación. Fórmula de Willis. Aplicación al mecanismo diferencial de un automóvil. 20.- Formulación de los costes en los procesos de mecanizado. Condiciones de fabricación de mínimo coste y de máxima producción. Restricciones y variables de influencia. 21.- Cinemática y Dinámica de una cadena cinemática abierta. Ecuaciones recursivas de velocidad, aceleración, fuerza y par. Aplicación para la obtención de la potencia necesaria. Concepto de punto singular. 22.- Motores eléctricos asíncronos. Tipos. Curvas características. Arranque y regulación de velocidad. Aplicaciones. 23.- Piezas curvas. Diferencias entre piezas delgadas y piezas gruesas. Tensiones debidas a flexión. Posición de la fibra neutra. Cálculo de desplazamientos. Comparativa entre anillo delgado y anillo grueso. 24.- Vibraciones Torsionales en Arboles de Transmisión. Planteamiento de las ecuaciones básicas y equivalencia con los sistemas lineales de 1 grado de libertad. Solución de las ecuaciones básicas: velocidades críticas. Cálculo de la amplitud de las vibraciones torsionales y fluctuaciones de par torsor en el eje. Acoplamientos elásticos. 25.- Máquinas hidráulicas volumétricas. Ecuaciones de las máquinas ideales. Máquinas rotativas reales: variables características. Máquinas lineales: conexiones simple y diferencial y descompresión antes de conmutación. Acoplamiento serie y paralelo de máquinas rotativas. Temas, Ingeniería Eléctrica 16.- Máquina síncrona. Tipos constructivos: de rotor liso y de polos salientes. Potencias activa y reactiva en la máquina síncrona de rotor liso. Características de potencia activa - ángulo de carga de una máquina síncrona conectada a una red de potencia infinita. Límite de estabilidad estático. Control de potencias activa y reactiva de una máquina síncrona conectada a una red de potencia infinita. 17.- Convertidores trifásicos c.a. – c.c.: rectificador completamente controlado. Control de la tensión de salida de un rectificador completamente controlado. Factor de potencia y distorsión total armónica en la tensión del punto de conexión. Aplicación: enlace de c.c. de alta tensión. 18.- Automatismos secuenciales. Definición. Descripción mediante Grafcet. Grafcet: estructuras básicas, reglas de evolución, implantación. Uso de temporizadores, contadores y comparadores. 19.- Líneas de transmisión de energía eléctrica. Parámetros unitarios. Cuadripolos equivalentes. Topogramas de funcionamiento. 20.- Regulación de velocidad de máquinas asíncronas. Métodos: Cambio de número de polos, variación de frecuencia, variación de deslizamiento. Convertidores electrónicos para regulación de tensión y de frecuencia. 21.- Cálculo de las intensidades de cortocircuito en los Sistemas Eléctricos de Potencia utilizando la Zbus. Procedimientos de construcción de la Zbus. Cálculo de cortocircuitos simétricos y asimétricos en redes equilibradas. 22.- Transformadores trifásicos en condiciones desequilibradas. Método de análisis de transformadores trifásicos en condiciones desequilibradas: aplicación a transformadores estrella-estrella, cargas fase-neutro y cargas fase-fase. Comportamiento de los grupos de conexión normalizados con cargas desequilibradas. 23.- Principio de funcionamiento de las máquinas asíncronas. Circuito equivalente; circuito equivalente aproximado. Regímenes de funcionamiento (M-G-F). Consideraciones generales sobre el arranque de los motores asíncronos. Arranque de los motores de rotor bobinado. 24.- Estabilidad transitoria de los sistemas eléctricos de potencia. Definiciones. Caso de un solo generador conectado a la red de potencia infinita. Criterio de igualdad de áreas. Mejora de la estabilidad transitoria. 25.- Función y cualidades más importantes de las protecciones de los equipos eléctricos. Protección de los generadores síncronos. Esquema unifilar simplificado de un grupo generador (G generador, TP transformador de potencia, TSG transformador de servicios auxiliares de grupo), incluyendo las protecciones. Descripción de las siguientes protecciones contra: faltas a tierra del estator, faltas entre fases del estator, pérdida de excitación, sobreexcitación(V/f) y faltas a tierra del rotor. Temas, Ingeniería Electrónica 16.- Máquina síncrona. Tipos constructivos: de rotor liso y de polos salientes. Potencias activa y reactiva en la máquina síncrona de rotor liso. Características de potencia activa - ángulo de carga de una máquina síncrona conectada a una red de potencia infinita. Límite de estabilidad estático. Control de potencias activa y reactiva de una máquina síncrona conectada a una red de potencia infinita. 17.- Convertidores trifásicos c.a. – c.c.: rectificador completamente controlado. Control de la tensión de salida de un rectificador completamente controlado. Factor de potencia y distorsión total armónica en la tensión del punto de conexión. Aplicación: enlace de c.c. de alta tensión. 18.- Automatismos secuenciales. Definición. Descripción mediante Grafcet. Grafcet: estructuras básicas, reglas de evolución, implantación. Uso de temporizadores, contadores y comparadores. 19.- Diseño de controles por respuesta en frecuencia. Margen de fase y margen de ganancia. Especificaciones e ideas generales de diseño. Control proporcional. Control PD. Control PI. Control PID. 20.- Regulación de velocidad de máquinas asíncronas. Métodos: Cambio de número de polos, variación de frecuencia, variación de deslizamiento. Convertidores electrónicos para regulación de tensión y de frecuencia. 21.- Especificaciones de respuesta dinámica de un sistema de control. Especificaciones de respuesta temporal. Especificaciones basadas en la respuesta en frecuencia del lazo abierto. Otras especificaciones: resonancia, máxima sensibilidad; definiciones y obtención a partir del lazo abierto. 22.- Estabilidad en sistemas en tiempo continuo. Estabilidad BIBO: definición. Criterio de los polos. Criterio de Routh Hurwitz. Lugar de las raíces. Criterio de Nyquist. 23.- Electrónica analógica para procesado de señales. Acondicionamiento de sensores resistivos, reactivos y activos; amplificación y filtrado. Osciladores, rectificadores de precisión, reveladores de amplitud. 24.- Inversores trifásicos. Control de tensión, corriente y frecuencia. Estrategias de PWM. Circuitos de potencia y componentes fundamentales: GTO e IGBT. 25.- Diseño de reguladores digitales por síntesis de polinomios. El regulador de dos grados de libertad. Especificación del lazo cerrado: causalidad, estabilidad interna, oscilaciones en el mando. Planteamiento de la ecuación diofántica; grados de los polinomios. Madrid, 3 de mayo de 2016