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
Nombre y apellidos: ZAMORA PARRA, BLAS
Área de conocimiento: Mecánica de Fluidos
Departamento: Ingeniería Térmica y Fluidos
Teléfono: 968325728 - 968325982
Correo electrónico: blas.zamora@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias:
miércoles - 12:00 / 14:00
EDIFICIO DE LA ETSINO Y LA EICM, planta 2, Despacho Profesor (2.22)
jueves - 16:00 / 18:00
HOSPITAL DE MARINA, planta 2, Despacho Profesor (2007)
viernes - 12:00 / 14:00
EDIFICIO DE LA ETSINO Y LA EICM, planta 2, Despacho Profesor (2.22)
Titulaciones:
Categoría profesional: Catedrático de Universidad
Nº de quinquenios: 6
Nº de sexenios: 4 de investigación
Curriculum Vitae: Perfil Completo
Responsable de los grupos: G1
Nombre y apellidos: MONREAL GONZÁLEZ, RAFAEL
Área de conocimiento: Mecánica de Fluidos
Departamento: Ingeniería Térmica y Fluidos
Teléfono: 868071177
Correo electrónico: rafael.monreal@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias:
Titulaciones:
Categoría profesional: Profesor Asociado
Nº de quinquenios: No procede por el tipo de figura docente
Nº de sexenios: No procede por el tipo de figura docente
Curriculum Vitae: Perfil Completo
[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
[CG4 ]. Capacidad para resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y para comunicar y transmitir conocimientos habilidades y destrezas.
[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.
[T5 ]. Aplicar a la práctica los conocimientos adquiridos
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.
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.
UD1. FUNDAMENTOS. DESCRIPCIÓN DEL CAMPO FLUIDO
Tema 1. Conceptos fundamentales y propiedades físicas de los fluidos
Tema 2. Descripción del campo fluido. Cinemática
Tema 3. Fuerzas actuantes sobre un fluido
UD2. FLUIDOESTÁTICA
Tema 4. Ecuación fundamental de la fluidoestática. Equilibrio de fluidos
Tema 5. Fuerzas sobre superficies sumergidas. Flotación
UD3. ECUACIONES GENERALES DE CONSERVACIÓN EN MECÁNICA DE FLUIDOS
Tema 6. Flujo convectivo. Ecuación de continuidad
Tema 7. Ecuación de conservación de la cantidad de movimiento
Tema 8. Ecuación de conservación de la energía
Tema 9. Ecuaciones generales de Navier-Stokes. Introducción a la turbulencia
Tema 10. Análisis dimensional y semejanza física
UD6. FLUJO IDEAL. FLUJO COMPRESIBLE DE GASES
Tema 11. Ecuaciones de Euler. Flujo ideal en conductos
Tema 12. Flujo compresible de gases en conductos
UD5. CAPA LÍMITE. FLUJO ALREDEDOR DE CUERPOS
Tema 13. Capa límite laminar
Tema 14. Capa límite turbulenta. Flujo alrededor de cuerpos
UD6. FLUJO EN CONDUCTOS. REDES DE TUBERÍAS
Tema 15. Flujos laminar y turbulento en conductos
Tema 16. Cálculo de tuberías y pérdidas localizadas. Golpe de ariete
UD7. MÁQUINAS HIDRÁULICAS. SISTEMAS DE BOMBEO
Tema 17. Máquinas hidráulicas. Conceptos básicos y balance energético
Tema 18. Teoría general de turbomáquinas hidráulicas. Bombas y sistemas de bombeo
Práctica 1. Medida de la viscosidad cinemática en líquidos.
En esta práctica los estudiantes han de determinar la variación de la viscosidad con la temperatura para fluidos diferentes mediante viscosímetros cinemáticos.
Práctica 2. Presión hidrostática sobre superficies sumergidas.
Se determinan las fuerzas que ejerce un fluido en reposo sobre paredes rectas y curvas.
Práctica 3. Medida de la fuerza de impacto sobre superficies.
En esta práctica se calcula la fuerza que un chorro de agua ejerce sobre diferentes placas que desvían el chorro 60, 90 y 180 grados de su dirección inicial.
Práctica 4. Medida de caudales con diafragma y tubo de Venturi.
A través de una instalación neumática, se miden los caudales de un flujo de aire a través de un diafragma y de un tubo de Venturi, determinando previamente los coeficientes de descarga.
Práctica 5. Medida de caudales con boquillas. Vaciado de depósitos.
Utilizando una instalación hidráulica, se mide el caudal y el tiempo de vaciado de un depósito a través de una boquilla.
Práctica 6. Medida experimental de pérdidas de carga en tubo recto y accesorios
En esta práctica, se determina la pérdida de carga en tubo recto y otros componentes de redes de tuberías. Puede realizarse en instalaciones hidráulicas y neumáticas.
Práctica 7. Caracterización experimental de bombas centrífugas
Se determinan las curvas características de bombas centrífugas en una instalación hidráulica de bombeo.
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.
Didactic Unit 1. BASICS. FLUID FLOW FIELD DESCRIPTION
Chapter 1. Fundamental Concepts and Physical Properties of Fluids
Chapter 2. Description of Fluid Flow Field
Chapter 3. Forces Acting on Fluids
Didactic Unit 2. FLUID STATICS
Chapter 4. Equilibrium in Fluids
Chapter 5. Forces on Submerged Surfaces. Floatation
Didactic Unit 3. GENERAL CONSERVATION LAWS IN FLUID DYNAMICS
Chapter 6. Convective Flow and Mass Conservation Equation
Chapter 7. Momentum Equation
Chapter 8. Energy Equation
Chapter 9. The Navier-Stokes Equations. Introduction to Turbulence
Chapter 10. Dimensional Analysis and Physical Similarity
Didactic Unit 4. INVISCID FLOW
Chapter 11. Euler Equations. Inviscid Flows in Ducts
Chapter 12. Steady Compressible Flow
Didactic Unit 5. BOUNDARY LAYER. EXTERNAL FLOW
Chapter 13. Laminar Boundary Layer
Chapter 14. Turbulent Boundary Layer. Drag and Lift
Didactic Unit 6. INTERNAL FLOWS. PIPE NETWORKS
Chapter 15. Laminar and Turbulent Flows in Ducts
Chapter 16. Pipes and Secondary Losses Calculation. Waterhammer
Didactic Unit 7. HYDRAULIC MACHINERY. PUMP SYSTEMS
Chapter 17. Hydraulic Machinery. Basics and Energy Balance
Chapter 18. Theory of Hydraulic Turbomachinery. Pumps and Pumping Systems
Clase en aula convencional: teoría, problemas, casos prácticos, seminarios, etc
Clase expositiva utilizando distintas técnicas de aprendizaje. Resolución de dudas planteadas por los estudiantes. Se tratarán los temas de mayor complejidad y los aspectos más relevantes
Se resolverán problemas tipo y se analizarán casos prácticos. Se enfatizará el trabajo en plantear métodos de resolución y no en los resultados. Se plantearán problemas y/o casos prácticos para que el alumno los resuelva individualmente
58
100
Clase en laboratorio: prácticas
Se realizarán distintas prácticas en los laboratorios de Mecánica de Fluidos. 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.
8
100
Clase en campo o aula abierta (visitas técnicas, conferencias, etc.). En general, actividades que requieren de unos recursos o de una planificación especiales
Se propondrán distintas tareas consistentes en la realización de casos prácticos, de manera que se plantearán en clase y los alumnos trabajarán de forma cooperativa en el planteamiento de los mismos.
Se expondrán (brevemente) los informes de prácticas de laboratorio explicando los procedimientos seguidos e interpretando los resultados obtenidos, de manera grupal. Asimismo, podrá defenderse brevemente la realización de determinados casos prácticos en las tareas de la evaluación continua.
5
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación continua)
Realización de exámenes parciales (en principio, dos) en el sistema de evaluación continua. Cada una de las pruebas tendrá una duración aproximada de 2 horas.
4
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación final)
Se realizará un examen final, y un examen extraordinario, en los que se mantendrá la división de la materia en exámenes parciales. La duración aproximada de los exámenes será de 4 horas, aunque podrá aumentarse si se hace precisa la evaluación de otras partes de la evaluación continua.
4
100
Tutorías
Las tutorías serán individuales o de grupo, con objeto de realizar un seguimiento individualizado y/o grupal del aprendizaje
16
50
Trabajo del estudiante: estudio o realización de trabajos individuales o en grupo
Estudio de la materia por parte del alumnado. Resolución de ejercicios, problemas y casos prácticos propuestos por el profesor. Elaboración de los informes de prácticas en grupo. Búsqueda y síntesis de información para el desarrollo de los casos prácticos, etc.
130
0
Prueba oficial individual
En el sistema de evaluación continuo, se llevarán a cabo exámenes parciales (en principio, dos). Cada examen evalúa partes diferenciadas de la asignatura, con el siguiente esquema:
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 3 problemas de media o larga extensión. Se evalúa principalmente la capacidad de aplicar conocimientos a la práctica y la capacidad de análisis.
70 %
Evaluación de prácticas, visitas y seminarios a partir de las memorias e informes correspondientes
Además de la asistencia y participación del alumnado, se evalúa la resolución de las prácticas en el laboratorio, el procedimiento y el trabajo en equipo, así como las destrezas y habilidades para el manejo de instalaciones, equipos y programas informáticos. Se realizarán exposiciones orales del trabajo de prácticas de laboratorio, para explicar las conclusiones obtenidas de los resultados.
15 %
Resolución de casos, cuestiones teóricas, ejercicios prácticos o problemas propuestos por el profesorado
Se propondrán distintas tareas consistentes en la realización de casos prácticos, de manera individual o grupal en función de su extensión y complejidad, con el objeto de adquirir las competencias pertinentes y ayudar a la superación de los exámenes. Se
evalúa la capacidad de análisis, y de toma y justificación de decisiones.
15 %
Prueba oficial individual
En el sistema de evaluación final, se sigue el mismo esquema que en el sistema de evaluación continua. El examen final estará dividido en las partes correspondientes a cada examen parcial de la evaluación continua.
El esquema de cada una de las partes es el siguiente:
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 3 problemas de media o larga extensión. Se evalúa principalmente la capacidad de aplicar conocimientos a la práctica y la capacidad de análisis.
70 %
Evaluación de prácticas, visitas y seminarios a partir de las memorias e informes correspondientes
Además de la asistencia y participación del alumno, se evalúa la resolución de las prácticas en el laboratorio, el procedimiento y el trabajo en equipo, así como las destrezas y habilidades para el manejo de instalaciones, equipos y programas informáticos. Se admitirá la entrega de los informes de prácticas hasta la misma fecha del examen final.
15 %
Resolución de casos, cuestiones teóricas, ejercicios prácticos o problemas propuestos por el profesorado
Se proporcionarán distintas tareas consistentes en la realización de casos prácticos, de manera individual o grupal en función de su extensión y complejidad, con el objeto de adquirir las competencias pertinentes y ayudar a la superación de los exámenes. Se evalúa la capacidad de análisis, y de toma y justificación de decisiones. Se permitirá la entrega de los informes pertinentes hasta la misma fecha del examen final.
15 %
Se llevarán a cabo actividades y pruebas de corta duración realizadas en clase (individualmente o por parejas), que permitirán una evaluación formativa del alumnado.
En el sistema de evaluación continua, la nota mínima de cada examen parcial (inicialmente dos) para promediar con el resto de actividades de evaluación es de 4/10 puntos.
Puesto que en el sistema de evaluación final se sigue el mismo esquema de la evaluación continua, se mantiene la misma puntuación mínima de 4/10 puntos en las partes del examen correspondientes a los parciales (inicialmente dos) del sistema de evaluación continua.
Dado el carácter aplicado de las prácticas de laboratorio, es necesaria su realización y la superación del informe correspondiente. Si el estudiante no ha superado la parte de prácticas de laboratorio durante el sistema de evaluación continua, deberá realizar una prueba adicional sobre las prácticas de laboratorio en el sistema de evaluación final. También podrá realizarse una prueba adicional en el caso de no haber superado la parte correspondiente a proyectos y casos prácticos.
Las actividades correspondientes a realización de casos prácticos y a las prácticas de laboratorio y de aula de informática seguirán siendo vigentes hasta el siguiente curso académico, si se han superado al menos con 5/10 puntos.
Autor: Çengel, Yunus A.
Título: Mecánica de fluidos fundamentos y aplicaciones
Editorial: McGraw-Hill
Fecha Publicación: 2006
ISBN: 9701056124
Autor: Agüera Soriano, José
Título: Mecánica de fluidos incompresibles y turbomáquinas hidráulicas
Editorial: Ciencia
Fecha Publicación: 2001
ISBN: 84953910105
Autor: A. Crespo
Título: Mecánica de Fluidos
Editorial: Ed. Thomson
Fecha Publicación: 2006
ISBN:
Autor: Mott, Robert L.
Título: Mecánica de fluidos aplicada
Editorial: Prentice Hall
Fecha Publicación: 2006
ISBN: 9789702608059
Autor: Shames, Irving H.
Título: Mecánica de fluidos
Editorial: McGraw-Hill
Fecha Publicación: 2001
ISBN: 9586002462
Autor: Fox, Robert W.
Título: Introducción a la mecánica de fluidos
Editorial: McGraw-Hill
Fecha Publicación: 2000
ISBN: 9701006690
Autor: Mataix, Claudio
Título: Turbomáquinas hidráulicas Turbinas hidráulicas, bombas y ventiladores
Editorial: Servicio de Publicaciones Universidad Pontificia de Comillas
Fecha Publicación: 2009
ISBN: 9788484682523
Autor: White, Frank M.
Título: Mecánica de fluidos
Editorial: McGraw-Hill
Fecha Publicación: 2008
ISBN: 9788448166038
Apuntes (Teoría y Problemas) y Manual de Prácticas de Laboratorio de la asignatura Mecánica de Fluidos (Blas Zamora Parra)
Se utilizan recursos del Aula Virtual de la UPCT, https://aula.virtual.upct.es