Mecánica de Fluidos (ITI. 1,3,4)

Código: 12570 Curso: Cuatrimestre: B ECTS: 5 Carácter: Obl

Información Institucional

ERT
ETSIADI
Departamento
INGENIERÍA HIDRÁULICA Y MEDIO AMBIENTE
Titulación
Grado en Ingeniería Mecánica

Contenido de la Guía

Contenido

1. Propiedades de los fluidos
1.1 Introducción
1.2 Densidad y peso específico
1.3 Viscosidad cinemática y dinámica. Fluidos newtonianos y no-newtonianos
1.4 Módulo de compresibilidad volumétrica
1.5 Tensión de vapor. Cavitación
2. Estática de fluidos
2.1 Introducción
2.2 Concepto de presión. Unidades. Sistemas de referencia de la presión
2.3 Ecuación general de la fluidoestática
2.4 Fuerzas provocadas por la presión hidrostática sobre superficies planas y curvas
2.5 Principio de Arquímedes. Flotabilidad
3. Análisis del movimiento de los fluidos
3.1 Introducción
3.2 Trayectoria de una partícula de fluido. Enfoque Lagrangiano
3.3 Campo de velocidades. Enfoque Euleriano
3.4 Clasificación de flujos de fluidos
3.5 Derivación en mecánica de fluidos: derivada local y derivada convectiva. Aceleración del fluido.
3.6 Concepto de caudal
3.7 Teorema del arrastre de Reynolds
4. Dinámica diferencial
4.1 Introducción
4.2 Ecuación de continuidad en forma diferencial
4.3 Segunda ley de Newton aplicada a un elemento diferencial de volumen. Ecuaciones de Navier-Stokes
4.4 Ecuación de conservación de la energía en forma diferencial
5. Dinámica integral
5.1 Introduccion
5.2 Ecuación de conservación de la masa
5.3 Ecuación de conservación de la energía. Simplificaciones para la ecuación básica de Bernoulli
5.4 Ecuación de conservación de la cantidad de movimiento
5.5 Ecuación de conservación del momento cinético
6. Flujo a presión
6.1 Introducción
6.2 Cálculo de pérdidas energéticas por fricción en conductos. Pendiente hidráulica
6.3 Cálculo de pérdidas energéticas en accesorios y elementos singulares. Válvulas
6.4 Ecuación de Bernoulli generalizada. Líneas de alturas geométricas, piezométricas y totales
6.5 Análisis y cálculo de tubería simple (régimen permanente)
6.6 Análisis y cálculo de redes (régimen permanente) - práctica informática
6.7 Instalaciones de bombeo
6.8 Flujo transitorio en conductos cerrados
7. Lámina libre
7.1 Introducción
7.2 Características y clasificación de los flujos en lámina libre
7.3 Cálculo para las pérdidas energéticas en canales
7.4 Análisis y cálculo de canales (régimen permanente y uniforme)
7.5 Introducción al régimen variado: curvas de remanso y secciones de control
8. Flujo externo
8.1 Introducción
8.2 Fundamentos sobre la capa límite
8.3 Arrastre y sustentación
8.4 Velocidad terminal de caída

Contexto

Dentro del curriculum de la titulación del Grado en Ingeniería Mecánica, esta asignatura (Mecánica de Fluidos, en 2º curso) supone un puente entre las asignaturas de Física de 1er curso, por una parte, con un componente generalista y una base teórica mucho mayor, y la asignatura de Ingeniería de Fluidos de 3er curso, por otra parte, con un componente industrial y práctico, también mucho mayor, sobre todo centrado en las máquinas hidráulicas. De este modo, la asignatura Mecánica de Fluidos de 2º curso tiene un cierto equilibro entre el estudio de las bases teóricas clásicas de la disciplina y el análisis de aplicaciones reale actuales en la industria del agua. De entre las muchas proyecciones profesionales de la Ingeniería Mecánica, la hidráulica de presión es un campo vastísimo, que puede abarcar desde las instalaciones singulares en edificaciones e industrias hasta las redes de distribución de agua de las grandes áreas metropolitanas. El funcionamiento de todas ellas sigue fundamentado, hoy, en una materia y unas ecuaciones cuyo conocimiento diferencia al ingeniero solvente del mero practicante. Y, en la medida de lo posible, es a ello a lo que se orienta esta asignatura.

Descripción

La asignatura proporciona un conocimiento de la física de los fluidos y su flujo, tanto en reposo como, sobre todo, en movimiento. La parte de estática se centra en el estudio de las fuerzas hidrostáticas y flotabilidad. En las partes de cinemática y dinámica comienzan con los fundamentos teóricos (planteamiento lagrangiano y euleriano, teorema del arrastre de Reynolds, ecuaciones integrales de conservación, ecuación de Navier-Stokes) para pasar a estudiar su aplicación sobre sistemas concretos: depósitos de líquidos y/o gases, termoacumuladores, álabes, codos y bifurcaciones, aspersores, toberas). También se tratan aplicaciones básicas en hidráulica de presión: instalaciones de transporte de agua y fundamentos de bombeo. Finalmente, se abordan aspectos básicos del flujo en lámina libre y flujo externo. Con todo ello, se busca cubrir la gran parte de la casuística que encuentra su aplicación dentro del campo de la ingeniería mecánica. A través del trabajo académico contemplado entre los actos de evaluación, el estudiantado aplicará los conocimientos de la asignatura a la consideración de medidas de eficiencia hídrica. De este modo, la asignatura se alinea con el ODS 6 (Agua limpia y saneamiento).

Evaluación

La evaluación de la asignatura se organiza de la siguiente manera: 2 Pruebas escritas individuales de respuesta abierta (una en el primer parcial, PE1, y otra en el segundo parcial, PE2). Entre las dos, suponen el 76% de la nota final de la asignatura. Por lo tanto, el peso individual de cada una es del 38%. 1 Prueba informática (PI, durante el primer parcial) consistente en un ejercicio autovalorado individual, online y asíncrono, mediante la herramienta exámenes de PoliformaT. Esta prueba tendrá un peso del 13% sobre la nota final de la asignatura. 1 Trabajo académico en grupo (TA, durante el segundo parcial) sobre competencias transversales y ODS. Esta prueba tendrá un peso del 11% sobre la nota final de la asignatura. La NOTA FINAL se obtendrá con las calificaciones de los actos de evaluación descritos según la siguiente ecuación: NOTA = (PE1+PE2)/2*0,76 + PI*0,13 + TA*0,11 Las fechas de las pruebas escritas de respuesta abierta se programarán según marque la Escuela, o en coordinación con ella. El presentarse a las pruebas escritas (tomar asiento en el aula, recibir y leer el enunciado) obliga a entregar el examen para su corrección. La fecha de realización del ejercicio autovalorado se programará durante el periodo de clases regulares (lectivo) en días y horas compatibles con los horarios oficiales de todos los grupos de matrícula de la asignatura. La fecha de entrega del trabajo académico se programará durante el periodo de clases regulares (lectivo) en días y horas compatibles con los horarios oficiales de todos los grupos de matrícula de la asignatura. La recuperación de las pruebas escritas de respuesta abierta será independiente para cada uno de los dos parciales, mediante otra prueba escrita de respuesta abierta. La fecha de esta recuperación se programará según la marque la Escuela. El presentarse a la recuperación (tomar asiento en el aula, recibir y leer el enunciado) obliga a entregar el examen para su corrección. Todo estudiante que concurra a la recuperación renunciará a la calificación ya obtenida en el parcial ordinario correspondiente, previamente realizado. Será la calificación obtenida en la recuperación la que se considerará para el cálculo de la nota final en la asignatura. En otras palabras, en caso de presentarse a la recuperación, no se guarda la nota previamente obtenida en el parcial ordinario. Por último, los estudiantes que, teniendo la asignatura aprobada antes de la recuperación, quieran presentarse a la misma, deberán comunicarlo por email al profesor responsable de la asignatura con 72 horas de antelación (o 96 horas en caso de que la recuperación fuese un lunes). Esto en necesario para gestionar la reserva de un aula de capacidad adecuada. El ejercicio autovalorado y el trabajo académico no tendrán recuperación. En la evaluación final también podrá considerarse la actitud del estudiante en clase y su honestidad académica durante todo el curso. De modo que, ante llamadas de atención en clase o incidencias de honestidad, se podrán aplicar las penalizaciones correspondientes. Nota: Posibles detalles adicionales sobre el desarrollo y evaluación de la asignatura se explican en un documento (formato pdf) que, cada curso, está disponible en el PoliformaT para todos el estudiantado. Cabe subrayar aquí, que todos los contenidos de dicho documento solo complementan la información de esta guía docente. En ningún caso la modifican ni la contradicen.

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