Nombre: MECÁNICA DE FLUIDOS
Código: 513202009
Carácter: Obligatoria
ECTS: 6
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:
Doctor en Doctor Ingeniero Industrial en la Universidad Nac. Educación a Distancia (ESPAÑA) - 1995
Categoría profesional: Catedrático de Universidad
Nº de quinquenios: 6
Nº de sexenios: 4 de investigación
Curriculum Vitae: Perfil Completo
Responsable de los grupos: G1
Al finalizar con éxito esta asignatura, los estudiantes serán capaces de:
Modelizar de forma apropiada el comportamiento de los fluidos para obtener el campo de presiones en equilibrios absoluto y
relativo, y calcular las fuerzas hidrostáticas sobre superficies sumergidas 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.
Aplicar las ecuaciones generales de conservación de la Mecánica de Fluidos en formas diferencial e integral para resolver
problemas genéricos de aplicación en ámbitos navales e industriales.
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 relevantes en Mecánica de Fluidos.
Utilizar los modelos de capas límite laminares y turbulentas para estimar fuerzas de fricción y de presión.
Calcular las pérdidas de potencia debidas a fricción y a singularidades en flujos internos laminares y turbulentos, con objeto de
modelizar el comportamiento de redes de tuberías.
Naturaleza y propiedades de los fluidos. Fluidoestática y flotación. Fuerzas sobre superficies sumergidas. Cinemática del campo fluido. Ecuaciones fundamentales de la Mecánica de Fluidos, en formas diferencial e integral. Leyes constitutivas del medio. Análisis dimensional y semejanza física. Flujo ideal. Flujo compresible de gases en conductos. Teoría de la capa límite. Flujos externos: resistencia y sustentación. Flujo laminar incompresible. Flujo turbulento guiado. Redes de tuberías<br><br><br><br>
I. FUNDAMENTOS. DESCRIPCIÓN DEL CAMPO FLUIDO
1. Conceptos fundamentales y propiedades físicas de los fluidos
2. Descripción del campo fluido. Cinemática
3. Fuerzas actuantes sobre un fluido
II. FLUIDOESTÁTICA
4. Ecuación fundamental de la fluidoestática. Equilibrio de fluidos
5. Fuerzas sobre superficies sumergidas. Flotación
III. ECUACIONES GENERALES DE CONSERVACIÓN EN MECÁNICA DE FLUIDOS
6. Flujo convectivo. Ecuación de continuidad
7. Ecuación de conservación de cantidad de movimiento
8. Ecuación de conservación de la energía
9. Ecuaciones generales de Navier-Stokes. Introducción a la turbulencia
10. Análisis dimensional y semejanza física
IV. FLUJO IDEAL. FLUJO COMPRESIBLE DE GASES
11. Ecuaciones de Euler. Flujo ideal en conductos
12. Flujo compresible de gases en conductos
V. CAPA LÍMITE. FLUJO ALREDEDOR DE CUERPOS
13. Capa límite laminar
14. Capa límite turbulenta. Flujo alrededor de cuerpos
VI. FLUJO DE LÍQUIDOS EN CONDUCTOS
15. Flujo laminar y turbulento de líquidos en conductos
1. Medida de la viscosidad cinemática de líquidos
Se determina la variación de la viscosidad con la temperatura para fluidos diferentes mediante viscosímetros cinemáticos.
2. Presión hidrostática sobre superficies sumergidas
Se determinan las fuerzas que ejerce un fluido en reposo sobre paredes rectas y curvas.
3. Medida de la fuerza de impacto sobre superficies
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.
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.
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.
6. Cálculo de sistemas de tuberías
Se proponen distintos tipos de sistemas de tuberías para su resolución práctica a través de la aplicación EPANET, de distribución libre.
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.
I. BASICS. FLUID FLOW FIELD DESCRIPTION
1. Fundamental concepts and physical properties of fluids
2. Description of fluid flow field
3. Forces acting on fluids
II. FLUID STATICS
4. Equilibrium in Fluids
5. Forces on submerged surfaces. Floatation
III. GENERAL CONSERVATION LAWS IN FLUID DYNAMICS
6. Convective flows and mass conservation equation
7. Momentum equation
8. Energy equation
9. The Navier-Stokes equations. Introduction to turbulence
10. Dimensional analysis and physical similarity
IV. INVISCID FLOW
11. Euler equations. Inviscid flow in ducts
12. Steady compressible flow
V. BOUNDARY LAYER. EXTERNAL FLOWS
13. Laminar boundary layer
14. Turbulent boundary layer. Drag and lift
VI. INTERNAL FLOWS OF LIQUIDS
15. Laminar and turbulent flows in ducts
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.
48
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.
6
100
Clase en aula de informática: prácticas.
Se plantean sesiones en Aula de Informática, en las que los estudiantes resolverán casos prácticos a través de aplicaciones informáticas.
2
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.
4
100
Tutorías.
Las tutorías serán individuales o de grupo, con objeto de realizar un seguimiento individualizado y/o grupal del aprendizaje.
6
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.
110
0
Pruebas evaluación individual escritas/orales.
En el sistema de evaluación continua, 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.
Problemas: entre 1 y 3 problemas de media o larga extensión.
Se evalúan principalmente los conocimientos teóricos, la capacidad de aplicar conocimientos a la práctica y la capacidad de análisis.
70 %
Evaluación de prácticas y/o visitas y/o seminarios a partir de las memorias y/o 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.
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.
5 %
Trabajos e informes individuales o en grupo (puede incluir exposición y defensa).
Se propondrán trabajos e informes de desarrollo para evaluar el grado de consecución de los resultados de aprendizaje. Se realizarán exposiciones orales, para explicar las conclusiones obtenidas.
10 %
Pruebas evaluación individual escritas/orales.
En el sistema de evaluación final, se sigue el mismo procedimiento que en el sistema de evaluación continua. 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.
Problemas: entre 1 y 3 problemas de media o larga extensión.
Se evalúan principalmente los conocimientos teóricos, la capacidad de aplicar conocimientos a la práctica y la capacidad de análisis.
70 %
Evaluación de prácticas y/o visitas y/o seminarios a partir de las memorias y/o 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.
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.
5 %
Trabajos e informes individuales o en grupo (puede incluir exposición y defensa).
Se propondrán trabajos e informes de desarrollo para evaluar el grado de consecución de los resultados de aprendizaje. Se realizarán exposiciones orales, para explicar las conclusiones obtenidas.
10 %
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. Las actividades correspondientes 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: Crespo, Antonio
Título: Mecánica de fluidos
Editorial: Thomson
Fecha Publicación: 2006
ISBN: 9788497322928
Autor: Hernández Rodríguez, Julio.
Título: Mecánica de fluidos: problemas y soluciones /
Editorial:
Fecha Publicación:
ISBN: 9788436271096
Autor: Potter, Merle C.
Título: Mecánica de fluidos
Editorial: Cengage Learning
Fecha Publicación: 2015
ISBN: 9786075194509
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: 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