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Asignatura Mecánica de fluidos
Código 11414
Créditos 5 ECTS
Curso
Departamento INGENIERÍA HIDRÁULICA Y MEDIO AMBIENTE

Guía Original

Contenido
1. Propiedades de los fluidos 1.1 ¿Que es la Mecánica de Fluidos? 1.2 Definición de fluido 1.3 Viscosidad 1.4 Módulo de elasticidad volumétrico 1.5 Otras propiedades específicas de los fluidos 1.6 Conceptos y propiedades a recordar 1.7 Ecuaciones de estado de los fluidos 1.8 Práctica laboratorio. Análisis de las propiedades de los fluidos 2. Estática de fluidos 2.1 Unidades 2.2 Referencias de presión 2.3 Ecuación fundamental de la hidrostática 2.4 Fuerzas provocadas por la presión hidrostatica. Superficies planas, curvas, prisma de presiones 2.5 Flotación y estabilidad de los flotadores 3. Análisis del movimiento de los fluidos 3.1 Trayectoria de una particula de fluido. Enfoque Lagrangiano 3.2 Campo de velocidades. Enfoque Euleriano. Otros campos de variables relacionadas con la Mecánica de Fluidos 3.3 Diferentes sistemas de referencia. Inerciales - no inerciales 3.4 Conceptos de Trayectoria, linea de corriente, tubo de corriente y linea de traza 3.5 Clasificación de flujos de fluidos. Atendiendo a: velocidad, tiempo, régimen del flujo, otras. 3.6 Concepto de caudal 3.7 Derivación en mecánica de fluidos. Derivada total, local y convectiva. Aceleración del fluido 3.8 Teorema de arrastre de Reynolds 3.9 Técnicas a emplear para el análisis de flujos 4. Dinámica Diferencial 4.1 Ecuaciones fundamentales de la dinámica diferencial 4.2 Balance de masa o ecuación de continuidad 4.3 Balance de fuerzas: Ecuación de Navier-Stokes y ecuación de Euler 4.4 Balance de energía: Ecuación diferencial de la energía 4.5 Modelación matemática del régimen turbulento. La ecuación de Reynolds 4.6 Los códigos CFD 4.7 Aplicación de la dinámica diferencial 5. Dinámica Integral 5.1 Ecuación de conservación de la masa 5.2 Ecuaciones de conservación de la energía 5.3 Ecuación de Euler 5.4 Ecuación de Bernoulli. Ecuación de Bernoulli generalizada 5.5 Ecuación del flujo compresible isotermo 5.6 Ecuación integral de la energía 5.7 Comparación entre la ecuación integral de la energía y la ecuación de Bernoulli 5.8 Ecuaciónes de conservación de la cantidad de movimiento 5.9 Ecuaciones de conservación del momento cinético 6. Flujo a Presión 6.1 Balances que presiden el analisis del flujo a presión en conductos cerrados 6.2 Cálculo de las pérdidas de carga en las tuberías 6.3 Pérdidas de carga localizadas 6.4 Línea de altura geométrica, piezométrica y total 6.5 Caracterización de otros elementos de los sistemas a presión 6.6 Análisis, dimensionado y modelación de sistemas a presión 6.7 Análisis estático de redes 6.8 Modelaciones hidráulicas de los flujos a presión: cuasi estática - modelos dinámicos 6.9 Transitorios hidráulicos. Modelo rígido. Modelo elástico (golpe de ariete). 6.10 Práctica 1. Introducción a EPANET. Modelación de elementos 6.11 Práctica 2. Análisis de redes ramificadas y malladas con EPANET. 6.12 Práctica 3. Diseño de redes ramificadas y malladas con EPANET. 7. Flujo en Lámina Libre 7.1 Parámetros relacionados con la sección de paso: secciones rectangular, trapecial y circular 7.2 Caracterización de los diferentes flujos 7.3 Pendientes a definir en flujo en lámina libre 7.4 Flujo uniforme y permanente. Ecuación de Manning 7.5 Sección más eficiente de un conducto en lámina libre. Secciones rectangular, trapecial y circular 7.6 Curvas de llenado en conductos circulares en lámina libre. Secciones cerradas no circulares 7.7 Onda de gravedad 7.8 Curva de remanso 7.9 Resalto Hidráulico 7.10 Bajantes verticales en lámina libre 8. Flujo Externo 8.1 La teoría de la capa límite 8.2 Fuerzas sobre cuerpos sumergidos en un fluido con movimiento relativo 8.3 Fuerzas de arrastre y sustentación 8.4 Resistencia y sustentación en automóviles 8.5 Fuerzas debidas a flujos externos en otros cuerpos 8.6 El efecto Magnus 8.7 Velocidad terminal
Contexto
Tras haber estudiado en detalle la mecánica del punto material y del sólido rígido, los alumnos del grado deben acometer el estudio de la mecánica de los fluidos. Para ello, es necesario contar con unos fundamentos sólidos de física y matemáticas, que permitan acometer con solvencia la asignatura. La asignatura está diseñada para ofrecer una visión general de la mecánica de fluidos, al tiempo que se hace especial hincapié en la resolución de problemas de dinámica integral que resultan de indudable interés para una ingeniería generalista como es la industrial. De manera adicional, la segunda parte de la asignatura se centra en los flujos a presión de fluidos no compresibles, que representa una parte considerable de las aplicaciones que pueden encontrarse en el ejercicio de la ingeniería industrial. Las herramientas informáticas utilizadas son las mismas que en la actualidad se consideran estándares en la industria y más en concreto en la distribución de agua potable.
Descripción
La asignatura proporciona un conocimiento de la física de los fluidos y su flujo. Los conocimientos básicos que se proporcionan permiten disponer de la base necesaria para acometer la resolución de un gran número de problemas específicos de la ingeniería industrial. Asimismo, se estudian algunas de las aplicaciones prácticas más importantes relacionadas con el flujo de fluidos en conductos, utilizando para ello programas de cálculo de análisis de sistemas de tuberías.
Evaluación
Métodos de evaluación: - 2 Pruebas escritas de respuesta abierta (1er y 2o Parcial): 80% (40+40) - 1 Prueba tipo test:: 20% Pruebas parciales de respuesta abierta **************************************** Las pruebas de respuesta abierta podrán contener problemas aplicados de ingeniería y cuestiones de concepto de la asignatura, y podrán ser recuperadas de manera independiente. Para poder aprobar la asignatura será necesario obtener al menos una nota de 4 en cada una de las pruebas parciales de respuesta abierta. Prueba tipo test (conceptos y prácticas) ***************************** Las prácticas y los conceptos teóricos de la asignatura serán evaluadas mediante un test de opción múltiple. El examen se realizará durante la última práctica informática programada para cada grupo de prácticas. El test constará de un elevado número de preguntas y estará diseñado para que sea improbable poder contestarlas en su totalidad en el tiempo asignado. Es decir, por diseño, no se espera que ningún estudiante pueda contestar a todas las preguntas. Las respuestas correctas sumarán 1 punto, las respuestas incorrectas restarán 0,33 puntos y las respuestas no contestadas restarán 0,1 puntos. La prueba se realizará en aula informática y los alumnos no podrán volver a preguntas anteriores (contestadas o no) una vez hayan avanzado en la prueba. La puntuación en la prueba se otorgará en términos relativos normalizados (con un concepto similar al sistema z-score). Se ordenará a los alumnos según la puntuación obtenida en la prueba y se procederá a asignarles una nota numérica según su posición relativa respecto a sus pares siguiendo la siguiente curva de evaluación: RANGO DE NOTAS (PORCENTAJE DE ESTUDIANTES QUE LAS OBTIENE) 9-10 (10%) 7 - 8,99 (30%) 5 - 6,99 (40%) 2 - 4,99 (15%) 0 - 1,99 (5%) El estudiante con mayor puntuación obtendrá una calificación de 10. El resto obtendrá una calificación de acuerdo a su posición relativa con respecto al resto del curso. Dentro de cada categoría la nota concreta se asignará siguiendo una distribución lineal considerando las notas más alta y más baja dentro de la mencionada categoría y el intervalo con el último estudiante de la categoría superior, y el intervalo de puntos disponible dentro de cada categoría. La prueba de evaluación de prácticas y conceptos teóricos NO será recuperable Nota final ********** Una nota media 5 supondrá el aprobado siempre que se haya obtenido al menos un 4 en cada una de los dos pruebas parciales de respuesta abierta. La nota final de la asignatura se calculará de acuerdo a la siguiente fórmula que corrige al alza la nota de los estudiantes que superen la misma sin hacer uso de las recuperaciones. a) Estudiantes que no acudan a ninguna prueba de recuperación y la media ponderada de sus notas sea >5 NOTA= 1,2 x [(Nota Prácticas x 0,2) + (Nota parciales x 0,8)] b) Resto de estudiantes que cumplen los mínimos en las pruebas NOTA= [(Nota Prácticas x 0,2) + (Nota parciales x 0,8)] c) Estudiantes que no superan el 4 en alguna de las pruebas de respuesta abierta NOTA = min (4, [(Nota Prácticas x 0,2) + (Nota parciales x 0,8)]) ****** Si el estudiantado considera oportuno presentarse al examen final para intentar mejorar nota, la calificación obtenida en dicha prueba reemplazará a la correspondiente de la evaluación ordinaria (tanto si es superior como inferior). Debido a las necesidades de organización del examen (tamaño del aula, profesores que asisten al examen, fotocopias, etc.), el estudiantado que desee presentarse, deberá avisar utilizando el canal oficial que así defina el profesor con al menos 4 días hábiles de antelación

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