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Inicio / Estudios / Grado en Arquitectura Naval e Ingeniería de Sistemas Marinos / Plan de Estudios

Guía Docente

MECÁNICA DE FLUIDOS

Curso 2021-22

  • Presencial

1. Descripción General

Nombre: MECÁNICA DE FLUIDOS

Código: 513102006

Carácter: Obligatoria

ECTS: 7.5

Unidad Temporal: Cuatrimestral

Despliegue Temporal: Curso 2º - Segundo cuatrimestre

Menciones/Especialidades:

Lengua en la que se imparte: Castellano

Carácter: Presencial

2. Datos del profesorado

Nombre y apellidos: BURGOS OLMOS, MANUEL ANTONIO

Área de conocimiento: Mecánica de Fluidos

Departamento: Ingeniería Térmica y Fluidos

Teléfono: 968327011

Correo electrónico: manuel.burgos@upct.es

Horario de atención y ubicación durante las tutorias: Contactar con el profesor

Titulaciones:

Categoría profesional: Profesor Titular de Universidad

Nº de quinquenios: 4

Nº de sexenios: 2 de investigación

Curriculum Vitae: Perfil Completo

3. Competencias y resultados del aprendizaje

3.1. Competencias básicas del plan de estudios asociadas a la asignatura

[CB2 ]. Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio

3.2. Competencias generales del plan de estudios asociadas a la asignatura

[CG4 ]. Capacidad para resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y para comunicar y transmitir conocimientos habilidades y destrezas.

3.3. Competencias específicas del plan de estudios asociadas a la asignatura

[CRN1 ]. Conocimiento de los conceptos fundamentales de la mecánica de fluidos y de su aplicación a las carenas de buques y artefactos, y a las máquinas, equipos y sistemas navales.

3.4. Competencias transversales del plan de estudios asociadas a la asignatura

[T5 ]. Aplicar a la práctica los conocimientos adquiridos

3.5. Resultados del aprendizaje de la asignatura

Al finalizar con éxito esta asignatura, los estudiantes serán capaces de:
Aplicar un modelo reológico apropiado para un fluido Newtoniano para obtener el campo de presiones en equilibrios absoluto y relativo de fluidos, y calcular fuerzas hidrostáticas y su punto de aplicación.
Calcular el flujo convectivo de diversas propiedades fluidas a través de superficies de distinta geometría, en particular el caudal, el gasto másico y la fuerza producida por flujos.
Formular Leyes de Conservación de la Masa, del Impulso y de la Energía en el campo fluido, en fomas diferencial e integral. Aplicar las leyes integrales en volúmenes de control con aplicaciones relevantes en ingeniería.
Aplicar el análisis dimensional al diseño de experimentos con modelos y a la obtención de las leyes de semejanza, además de conocer el significado físico de los parámetros adimensionales más importantes en Mecánica de Fluidos.
Aplicar las leyes diferenciales para resolver problemas industriales de flujos ideales hidráulicos y compresibles.
Utilizar los modelos de capas límite laminares y turbulentas para estimar fuerzas de fricción y de presión en flujos externos.
Calcular las pérdidas de potencia debidas a fricción y a singularidades en flujos internos laminares y turbulentos.
Resolver los problemas de caudal, de dimensionado y de pérdidas en redes de tuberías de diversa configuración.
Aplicar la teoría unidimiensional de Euler para el análisis del flujo en turbomáquinas.
Aplicar el análisis dimensional a las máquinas hidráulicas, analizar los componentes del rendimiento y utilizar las curvas características de bombas centrífugas para seleccionar el diseño y modelo adecuados en una instalación.

4. Contenidos

4.1 Contenidos del plan de estudios asociados a la asignatura

Naturaleza de los fluidos. Fluidostática y flotación. Cinemática del campo fluido. Ecuaciones fundamentales de la mecánica de fluidos. Leyes constitutivas. Análisis dimensional y semejanza. Flujos ideales. Flujo compresible. Teoría de la capa límite. Flujos externos. Flujo laminar incompresible. Flujo turbulento guiado. Redes de tuberías. Golpe de ariete. Turbomáquinas hidráulicas. Bombas hidráulicas.<br>

4.2. Programa de teoría

Unidades didácticas

Temas

UD1. NATURALEZA Y PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

Tema 1. Naturaleza de los Fluidos
Tema 2. Propiedades físicas de los fluidos

UD2. CINEMÁTICA DE FLUIDOS

Tema 3. Cinemática en el campo fluido
Tema 4. Derivadas temporales en el campo fluido

UD3. LEYES DE CONSERVACIÓN

Tema 5. Ecuación de Continuidad
Tema 6. Ecuación de Conservación de la Cantidad de Movimiento
Tema 7. Ecuación de Conservación de la Energía
Tema 8. Ecuaciones de Navier-Stokes
Tema 9. Ecuaciones para Flujos Turbulentos

UD4. TÉCNICAS EXPERIMENTALES

Tema 10. Análisis dimensional y semejanza física

UD5. ESTÁTICA DE FLUIDOS

Tema 11. Fluidostática
Tema 12. Hidrostática. Flotación

UD6. FLUJOS IDEALES

Tema 13. Ecuaciones de Euler
Tema 14. Flujo ideal estacionario
Tema 15: Flujo compresible guiado

UD7. FLUJOS VISCOSOS EXTERNOS

Tema 16. Teoría de la Capa Límite

UD8. FLUJOS INTERNOS

Tema 17. Movimiento Laminar Unidireccional
Tema 18. Flujo Turbulento Unidireccional
Tema 19. Flujo en Conductos de Sección Variable
Tema 20. Análisis de Redes de Tuberías

UD9. MÁQUINAS DE FLUIDOS

Tema 21. Máquinas de Fluidos
Tema 22. Semejanza en Máquinas de Fluidos
Tema 23. Bombas Centrífugas

4.3. Programa de prácticas

Nombre

Descripción

Práctica 1. Balanza hidrostática

Cálculo de fuerzas hidrostáticas y de su punto de aplicación.

Práctica 2. Estabilidad de Flotación

Principio de Arquímedes y análisis de equilibrio angular.

Práctica 3. Medida de caudales con diafragma y tubo de Venturi

Calibración y uso de medidores de caudal.

Práctica 4. Vaciado de depósitos.

Balance de masa en condiciones de flujo ideal y calibración de toberas.

Práctica 5. Simulador de flujo en toberas

Análisis de flujo compresible ideal permanente en toberas mediante CFD.

Práctica 6. Medida de pérdidas de carga

Uso de medidores de caudal y presión para calcular las pérdidas en circuitos hidráulicos.

Prevencion de riesgos

La Universidad Politécnica de Cartagena considera como uno de sus principios básicos y objetivos fundamentales la promoción de la mejora continua de las condiciones de trabajo y estudio de toda la Comunidad Universitaria. Este compromiso con la prevención y las responsabilidades que se derivan atañe a todos los niveles que integran la Universidad: órganos de gobierno, equipo de dirección, personal docente e investigador, personal de administración y servicios y estudiantes. El Servicio de Prevención de Riesgos Laborales de la UPCT ha elaborado un "Manual de acogida al estudiante en materia de prevención de riesgos" que puedes encontrar en el Aula Virtual, y en el que encontraras instrucciones y recomendaciones acerca de cómo actuar de forma correcta, desde el punto de vista de la prevención (seguridad, ergonomía, etc.), cuando desarrolles cualquier tipo de actividad en la Universidad. También encontrarás recomendaciones sobre cómo proceder en caso de emergencia o que se produzca algún incidente. En especial, cuando realices prácticas docentes en laboratorios, talleres o trabajo de campo, debes seguir todas las instrucciones del profesorado, que es la persona responsable de tu seguridad y salud durante su realización. Consúltale todas las dudas que te surjan y no pongas en riesgo tu seguridad ni la de tus compañeros.

4.4. Programa de teoría en inglés

Unidades didácticas

Temas

Didactic Unit I. NATURE AND PROPERTIES OF THE FLUIDS

Chapter 1. Fundamental Concepts
Chapter 2. Physical Properties of Fluids

Didactic Unit II. FLUID KINEMATICS

Chapter 3. Kinematic in the Fluid Field
Chapter 4. Time Derivatives of the Flow Variables

Didactic Unit III. CONSERVATION LAWS

Chapter 5. The Mass Conservation Equation
Chapter 6. Linear Momentum Equation
Chapter 7. Energy Equation
Chapter 8. The Navier-Stokes Equations
Chapter 9. Equations for Turbulent Flow

Didactic Unit IV. EXPERIMENTAL TECHNIQUES

Chapter 10. Dimensional Analysis and Similarity

Didactic Unit V. FLUID STATICS

Chapter 11. Fluid Static
Chapter 12. Hydrostatic. Buoyancy

Didactic Unit VI. INVISCID FLOW

Chapter 13. Euler Equations
Chapter 14. Steady Incompressible Flow
Chapter 15. Steady Compressible Flow

Didactic Unit VII. VISCOUS EXTERNAL FLOW

Chapter 16. Boundary Layer Theory

Didactic Unit VIII. INTERNAL FLOWS

Chapter 17. One-Dimensional Laminar Flow
Chapter 18. One-Dimensional Turbulent Flow
Chapter 19. Flow through a duct of variable area
Chapter 20. Analysis of Pipe Networks

Didactic Unit IX. TURBOMACHINERY

Chapter 21. Fluid Machinery
Chapter 22. Similarity in Turbomachinery
Chapter 23. Centrifugal Pumps

4.5. Observaciones

5. Actividades formativas

Denominación

Descripción

Horas

Presencialidad

Denominación

Clase de teoría: Actividades consistentes en sesiones formativas para desarrollar conocimientos teóricos basadas en trabajo sobre conceptos y teorías

Descripción

Clase expositiva. Resolución de dudas planteadas por los estudiantes.Se tratarán los temas de mayor complejidad y los aspectos más relevantes

Horas

50

Presencialidad

100

Denominación

Clase de problemas: Actividades consistentes en sesiones formativas para desarrollar conocimiento práctico o aplicado basadas en la resolución de ejercicios, problemas o casos prácticos

Descripción

Se resolverán problemas tipo y se analizarán casos prácticos.

Horas

10

Presencialidad

100

Denominación

Clase de prácticas en laboratorio o de campo: Actividades orientadas al desarrollo de destrezas prácticas o aplicadas por parte del estudiante supervisadas por el profesor a distancia

Descripción

Se desarrollan habilidades y destrezas que permiten a los estudiantes familiarizarse con el funcionamiento de los equipos, la toma de medidas y el análisis de datos, así como la redacción y presentación de un informe.

Horas

9

Presencialidad

100

Denominación

Clase de prácticas en aula de informática: Actividades para la adquisición de determinadas destrezas mediante el manejo de software específico

Descripción

Se desarrollan habilidades y destrezas que permiten a los estudiantes familiarizarse con el funcionamiento de los equipos, la toma de medidas y el análisis de datos, así como la redacción y presentación de un informe. Se desarrollan habilidades y destrezas que permiten a los estudiantes familiarizarse con el funcionamiento de programas de ordenador relacionados con su formación.

Horas

6

Presencialidad

100

Denominación

Seminarios, tutorías convocadas por el profesorado, conferencias, visitas técnicas, mesas redondas, etc.: Actividades para desarrollar conocimiento teórico, práctico o aplicado basado en el trabajo sobre temáticas específicas o abordadas desde el punto de vista de la profesión

Descripción

Seminarios participativo de resolución de problemas. Se plantearán problemas que los estudiantes resolverán grupalmente. El profesor sigue la evolución de los diferentes grupos y actúa como facilitador de la actividad de eneseñanza-aprendizaje

Horas

0

Presencialidad

100

Denominación

Actividades de evaluación (sistema de evaluación continua): pruebas escritas u orales, exposiciones, presentaciones, con carácter individual o de grupo, indicadoras de los conocimientos adquiridos. Se incluyen aquí actividades de evaluación formativa y sumativa

Descripción

Se realizarán varias pruebas escritas de tipo individual distribuidas a lo largo del curso

Horas

0

Presencialidad

100

Denominación

Actividades de evaluación (sistema de evaluación final): pruebas escritas u orales, con carácter individual o de grupo, indicadoras de los conocimientos adquiridos. Se incluyen aquí actividades de evaluación sumativa

Descripción

Prueba escrita final de teoría y problemas

Horas

12

Presencialidad

100

Denominación

Tutorías: Tanto las de carácter individual como las realizadas en grupo servirán para asesorar, resolver dudas, orientar, realizar el seguimiento de trabajos o de los conocimientos adquiridos, entre otros

Descripción

Los estudiantes plantean las dudas de la asignatura y el profesor verifica el grado de adquisición de los resultados de aprendizaje de sus estudiantes

Horas

16

Presencialidad

50

Denominación

Realización de trabajos individuales o en grupo: Aprendizaje autónomo y/o colaborativo del estudiante para desarrollar conocimiento teórico, práctico o aplicado mediante realización de proyectos, informes de prácticas y/o trabajos

Descripción

Preparación en grupo del informe de prácticas

Horas

16

Presencialidad

0

Denominación

Estudio individual: Tiempo dedicado al estudio de la materia

Descripción

Tiempo de estudio y trabajo realizado por los estudiantes para adquirir los resultados de aprendizaje de la asignatura

Horas

106

Presencialidad

0

6. Sistema de evaluación

6.1. Sistema de evaluación continua

Denominación

Descripción y criterios de evaluación

Ponderación

Denominación

Prueba oficial individual

Descripción y criterios de evaluación

Examen escrito de teoría y problemas en cada uno de los dos parciales Primer parcial: 40% Segundo parcial: 40 % Cuestiones teóricas y/o teórico-prácticas: Entre 3 y 6 cuestiones teóricas simples o acompañadas de una aplicación numérica de corta extensión. Estas cuestiones se orientan a: conceptos, definiciones, etc). Se evalúan principalmente los conocimientos teóricos. Problemas: Entre 1 y 4 problemas de media o larga extensión. Se evalúa principalmente la capacidad de aplicar conocimientos a la práctica y la capacidad de análisis

Ponderación

80 %

Denominación

Evaluación de prácticas, visitas y seminarios a partir de las memorias e informes correspondientes

Descripción y criterios de evaluación

Se evalúan las ejecuciones y el trabajo en equipo, así como las destrezas y habilidades para el manejo de instalaciones y equipos y la calidad del informe presentado

Ponderación

10 %

Denominación

Resolución de casos, cuestiones teóricas, ejercicios prácticos o problemas propuestos por el profesorado

Descripción y criterios de evaluación

Se utilizarán para reforzar el aprendizaje de procedimientos de resolución de problemas e incentivar el trabajo en equipo.

Ponderación

10 %

6.2. Sistema de evaluación final

Denominación

Descripción y criterios de evaluación

Ponderación

Denominación

Prueba oficial individual

Descripción y criterios de evaluación

Examen de teoría y problemas Cuestiones teóricas y/o teórico-prácticas: Entre 3 y 6 cuestiones teóricas simples o acompañadas de una aplicación numérica de corta extensión. Estas cuestiones se orientan a: conceptos, definiciones, etc). Se evalúan principalmente los conocimientos teóricos. Problemas: Entre 1 y 4 problemas de media o larga extensión. Se evalúa principalmente la capacidad de aplicar conocimientos a la práctica y la capacidad de análisis

Ponderación

80 %

Denominación

Evaluación de prácticas, visitas y seminarios a partir de las memorias e informes correspondientes

Descripción y criterios de evaluación

Se evalúan las ejecuciones y el trabajo en equipo, así como las destrezas y habilidades para el manejo de instalaciones y equipos y la calidad del informe presentado

Ponderación

10 %

Denominación

Resolución de casos, cuestiones teóricas, ejercicios prácticos o problemas propuestos por el profesorado

Descripción y criterios de evaluación

Se utilizarán para reforzar el aprendizaje de procedimientos de resolución de problemas e incentivar el trabajo en equipo.

Ponderación

10 %

6.3. Evaluación formativa

Descripción

Otras actividades de AC Realización de actividades y pruebas de corta duración realizadas en clase (individualmente o por parejas). En ocasiones la prueba podrá ser evaluada por otro compañero.

Información

Observaciones

- Las prácticas por su naturaleza deben realizarse y evaluarse en el periodo programado y no se podrán evaluar en las evaluaciones finales ordinarias y extraordinarias, donde se considerará en esta parte la nota obtenida durante el periodo de docencia. - Los seminarios, entregables, y cuestiones teórico-prácticas o problemas realizados en clase durante el cuatrimestre por los estudiantes, son aplicables es su conjunto en la evaluación continua, en la final y en la extraordinaria. - Si teniendo un parcial liberado el estudiante desea subir nota y se presenta a la parte correspondiente del examen final, se considerará para la nota final la obtenida en el examen final, y no la del parcial. - Si en un parcial el alumno tuviera una nota entre 4 y 5, puede compensarlo para la evaluación continua, pero si no aprueba por evaluación continua como no lo tiene liberado debe presentarse en el examen final a la parte correspondiente donde se considerará para la nota final la obtenida en el examen final, y no la del parcial. - Si en un parcial el alumno tuviera una nota por debajo de 4, como no puede compensar en la evaluación continua, debe necesariamente presentarse al parcial en el examen final, y superar la nota mínima en el mismo para compensar. - Las prácticas son de obligada asistencia, así como la realización del informe. Se puede requerir la presentación del mismo/entrevista de prácticas si se considerase necesario. Un informe suspenso se devolverá al grupo dando un plazo para su corrección. En este caso la nota corregida no podrá superar el 5 sobre 10

7. Bibliografía y recursos

7.1. Bibliografía básica

Autor: Potter, Merle C.
Título: Mecánica de fluidos
Editorial: Cengage Learning
Fecha Publicación: 2015
ISBN: 9786075194509

Autor: F.M. White
Título: Mecánica de fluidos
Editorial: Mecánica de fluidos, F.M. White. Ed. McGraw-Hill, 6ª Ed., Madrid 2008
Fecha Publicación: 2008
ISBN:

Autor: A. Crespo
Título: Mecánica de Fluidos
Editorial: Ed. Thomson
Fecha Publicación: 2006
ISBN:

7.2. Bibliografía complementaria

Autor: Mataix, Claudio
Título: Turbomáquinas hidráulicas
Editorial: ICAI
Fecha Publicación: 1975
ISBN: 8460066622

Autor: Schlichting, H.
Título: Boundary layer theory
Editorial: Springer
Fecha Publicación: 2000
ISBN: 3540662707

Autor: Batchelor, G.K.
Título: An introduction to fluid dynamics
Editorial: Cambridge University
Fecha Publicación: 2002
ISBN: 9780511800955

Autor: Landau, L.D.
Título: Mecánica de fluidos
Editorial: Reverté
Fecha Publicación: 1991
ISBN: 9788429140873

Autor: Agüera Soriano, José
Título: Mecánica de fluidos incompresibles y turbomáquinas hidráulicas
Editorial: Ciencia 3
Fecha Publicación: 2002
ISBN: 84953910105

7.3. Recursos en red y otros recursos

Aula virtual de la asignatura

CRAI
Campus Virtual
UPCT-TV

(+34) 968 32 54 22

direccion@etsino.upct.es

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