Guías Académicas

MECÁNICA DE FLUIDOS

MECÁNICA DE FLUIDOS

GRADO EN INGENIERÍA MECÁNICA

Curso 2024/2025

1. Datos de la asignatura

(Fecha última modificación: 09-05-24 13:15)
Código
106511
Plan
ECTS
6.00
Carácter
OBLIGATORIA
Curso
2
Periodicidad
Primer Semestre
Idioma
ESPAÑOL
Área
MECÁNICA DE FLUIDOS
Departamento
Ingeniería Mecánica
Plataforma Virtual

Campus Virtual de la Universidad de Salamanca

Datos del profesorado

Profesor/Profesora
Miguel Blanco González
Grupo/s
1
Centro
E. Politécnica Superior de Zamora
Departamento
Ingeniería Mecánica
Área
Mecánica de Fluidos
Despacho
Despacho 230. Edificio Politécnica / Lab.017-A
Horario de tutorías
Ver en : https://politecnicazamora.usal.es/estudiantes/#informacion-academica
URL Web
-
E-mail
miblan@usal.es
Teléfono
923 29 45 00 Ext.3632

2. Recomendaciones previas

Se requiere un conocimiento previo de las siguientes materias:

  • Variables físicas y mecánicas más habituales y sus unidades de medida en el Sistema Internacional
  • Conceptos físicos y mecánicos: centro de gravedad, momento estático y de inercia

Conceptos matemáticos: cálculo numérico, diferencial y análisis dimensional.

3. Objetivos

OBJETIVOS GENERALES:

  • Adquisición progresiva de la capacidad de observación y de interpretación, la contribución al desarrollo del espíritu crítico y de la capacidad de transmisión de la información adquirida.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

  • Conocer y comprender los principios y leyes fundamentales, conceptos básicos y métodos de trabajo de la Mecánica de Fluidos.
  • Conocer los fenómenos hidráulicos y la posibilidad de aplicarlos en forma rápida, fácil, segura, concreta, útil, precisa, con conocimiento de causa y mucho sentido común.
  • Conocer y comprender las variables que intervienen en cualquier fenómeno hidráulico.
  • Conocer y comprender el comportamiento de los fluidos, tanto en reposo como en movimiento, así como las leyes por las que se rigen.
  • Conocer y comprender el movimiento del agua a través de conductos a presión (tuberías), como introducción y base para el análisis de sistemas de tuberías.
  • Adquirir la habilidad necesaria para resolver problemas prácticos.

Adquirir conocimientos elementales sobre algunas de las importantes obras hidráulicas, así como sobre la maquinaria a emplear en dichas obras hidráulicas (instalaciones de bombeo y turbinas hidráulicas).

4. Competencias a adquirir | Resultados de Aprendizaje

Básicas / Generales | Conocimientos.

CT1         Comprensión e interpretación de textos y datos, desarrollo de habilidades para la concreción de los mismos y su exposición de manera clara y sucinta.             

CT2         Aptitud para la distribución de recursos y tiempos y su implementación en situaciones reales.         

CT4         Capacidad para el empleo de las herramientas científico-técnicas para la resolución de problemas de cálculo y diseño en Ingeniería Industrial y aptitud para la búsqueda de soluciones ingenieriles sostenibles.

Específicas | Habilidades.

CC2 Conocimientos de los principios básicos de la mecánica de fluidos y su aplicación a la resolución de problemas en el campo de la ingeniería. Cálculo de tuberías, canales y sistemas de fluidos.

Transversales | Competencias.

No existen

5. Contenidos

Teoría.

SECCIÓN I: GENERALIDADES

TEMA 01.- VARIABLES HIDRÁULICAS. Sistema de unidades y ecuación de dimensiones. Hidráulica. Coordenadas, velocidad y rugosidad. Densidad y peso específico. Presión. Módulo de elasticidad volumétrico. Viscosidad. Tensión superficial. Presión de vapor y cavitación. Análisis diferencial (ecuación general de la Hidráulica), análisis dimensional y semejanza hidráulica.

SECCIÓN II: HIDROSTÁTICA

TEMA 02.- DISTRIBUCIÓN DE PRESIONES. EMPUJES. Distribución de presiones. Ecuación general de la Hidrostática. Empuje sobe superficies planas. Empuje sobre superficies curvas. Aplicación a casos prácticos.

TEMA 03.- EQUILIBRIO DE UN CUERPO SUMERGIDO. Principio de Arquímedes. Equilibrio de un cuerpo totalmente sumergido, subpresión. Equilibrio de un cuerpo parcialmente sumergido, flotación

SECCIÓN III: CINEMÁTICA

TEMA 04.- CONCEPTOS CINEMÁTICOS. Cinemática de fluidos. Línea de corriente, tubo de flujo, trayectoria y línea de traza. Tipos de régimen. Caudal. Teorema de continuidad. Aplicaciones.

SECCIÓN IV: HIDRODINÁMICA: CONDUCCIONES EN RÉGIMEN FORZADO

TEMA 05.- PRINCIPIOS FUNDAMENTALES. Hidrodinámica de fluidos. Teorema de Bernoulli: ecuación general, régimen permanente y fluidos perfectos, régimen permanente y fluidos reales, líneas de carga. Dispositivos de medida: piezómetro, tubo de Pitot y tubo de Prandtl. Número de Reynolds: movimiento laminar y movimiento turbulento. Capa límite.

TEMA 06.- PERDIDAS DE CARGA CONTINUAS. Concepto. Análisis dimensional. Evolución histórica de las fórmulas de pérdidas de carga continuas; Ley general de Darcy-Weisbach. Poiseuille, Von Karman, Nikuradse, Prandtl- Colebrook. Ábaco de Moody. Significado físico de la rugosidad. Variación de la rugosidad con el tiempo. Pérdidas de carga en conductos no circulares. Variación de las pérdidas de carga con la velocidad y con el diámetro.

TEMA 07.- PERDIDAS DE CARGA LOCALIZADAS. Concepto. Panel de pérdidas de carga localizadas. Pérdidas de carga localizadas en un ensanchamiento. Sección de referencia. Coeficientes de pérdidas localizadas.

TEMA 08.- INTRODUCCIÓN A LAS TURBOMÁQUINAS: BOMBAS Y TURBINAS. Concepto de turbomáquina. Clasificación de las turbinas. Clasificación de las bombas. Curvas características de las bombas rotodinámicas: caudal- altura, potencia absorbida, rendimiento.

TEMA 09.- CÁLCULO DE REDES. VÁLVULAS DE CONTROL. Tipos de redes. Cálculo de redes malladas; método de Hardy- Cross. Válvulas de control.

TEMA 10.- EPANET. ¿Qué es EPANET?. Módulo hidráulico. Módulo de calidad. Valores por defecto del proyecto. Parámetros hidráulicos. Parámetros de tiempo y energía. Topología de la red. Controles. Ejemplos.

6. Metodologías Docentes

  • Exposición, explicación y ejemplificación de los contenidos teóricos y resolución de problemas y/o casos prácticos

Metodología: Lección magistral y resolución de ejercicios con participación activa del alumnado y uso de herramientas multimedia de apoyo a la docencia.

Las clases de teoría serán clases de pizarra, donde el profesor exponga la problemática y los fundamentos de la materia a tratar, así como las formulaciones matemáticas y las expresiones de cálculo resultantes.

En las clases de prácticas de problemas el profesor planteará una serie de aplicaciones numéricas referentes a la materia teórica ya impartida. Los alumnos propondrán el método de resolución de estos problemas para, posteriormente, indicar el profesor la forma de resolver el problema recopilando  la información que, al respecto, proporcionen estos grupos.

  • Prácticas en laboratorio y resolución de casos prácticos y/o problemas. Exposición y defensa de trabajos.

Metodología: Explicación sobre los conocimientos y aplicaciones mostradas en las clases teóricas y de problemas.

Se llevarán a cabo una serie de PRÁCTICAS DE LABORATORIO, en el laboratorio de Hidráulica (017-A) en la que se trabajan los conceptos básicos de la asignatura mediante la utilización de equipos docentes e informáticos diseñados a tal efecto. Estas prácticas serán las siguientes:

  • Práctica 01.- Empuje sobre superficies planas
  • Práctica 02.- Altura metacéntrica
  • Práctica 03.- Altura de carga de un fluido en movimiento
  • Práctica 04.- Fenómeno de cavitación
  • Práctica 05.- Medidores de caudal
  • Práctica 06.- Pérdidas de carga por fricción en tuberías
  • Práctica 07.- Pérdidas de carga localizadas
  • Práctica 08.- Impacto de un chorro sobre diferentes superficies
  • Práctica 09.- Bombas centrífugas

En cada sesión de prácticas, los alumnos tomarán los datos necesarios para realizar los cálculos que se les propongan, los cuales estarán relacionados con los conceptos teóricos vistos en clase.

Se realizará un SEMINARIO donde se presentará el funcionamiento de un programa informático para el cálculo de redes de distribución de agua en régimen permanente.

  • Prácticas de campo:

Visitas a la ETAP (Estación de Tratamiento de Aguas Potables) y EDAR (Estación Depuradora de Aguas Residuales) de Salamanca; en cursos alternos.

  • Tutorías:

Metodología: Seguimiento personalizado del aprendizaje del alumno.

  • Actividades no presenciales:

Estudio personal de teoría y problemas/prácticas. Elaboración de informes de prácticas, trabajos, y/o relaciones de problemas propuestos por el profesor. Cumplimiento de cuestionarios específicos de cada uno de los temas tratados.

Metodología: Estudio individualizado de los conocimientos teóricos y prácticos impartidos, trabajo personalizado y/o en grupo reducido sobre los conocimientos adquiridos en las clases teóricas y prácticas. Uso de TIC’s. Análisis crítico de resultados.

  • Realizacion de examenes:

Evaluación de los conocimientos adquiridos por el alumno, a lo largo del curso, en: clases presenciales en grupo grande, prácticas de laboratorio, tutorías, seminarios y estudio personalizado.

Metodología: Se utilizarán dos medios para evaluar los conocimientos adquiridos por el alumno:

  • Evaluación continua (cuestionarios realizados on-line, prácticas de laboratorio, ejercicios, informes y trabajos en grupo)
  • Exámenes ordinarios y extraordinarios.

Tanto los exámenes ordinarios como los extraordinarios serán pruebas escritas, con una parte teórica y una práctica. La parte teórica constará de una serie de preguntas cortas a las cuales el alumno deberá contestar de forma razonada y justificando sus respuestas. En la parte práctica se propondrán algunos problemas prácticos, de análisis y de diseño, que el alumno deberá resolver numéricamente.

7. Distribución de las Metodologías Docentes

8. Recursos

Libros de consulta para el alumno.

GARCÍA TAPIA, N. (2006).- “Ingeniería Fluido mecánica”. Ed. Universidad de Valladolid.

TEMEZ PELAEZ, J.R. ( - ).- “Hidráulica Básica”. Ed. Servicio de Publicaciones de la Escuela de I.T.O.P. de Madrid.

MARTÍNEZ MARÍN, E. (2000).- “Hidráulica”. Ed. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Madrid.

WHITE, FRANK M. (2010).- “Mecánica de Fluidos”. Ed. McGraw-Hill

GILES, RANALD V. y otros (1999).- “Mecánica de los Fluidos e Hidráulica”. Ed. Schaum-McGraw-Hill, Inc.

DOUGLAS, J.F. (1991).´- “Problemas resueltos de Mecánica de Fluidos”. Ed. Bellisco.

Otras referencias bibliográficas, electrónicas o cualquier otro tipo de recurso.

SUAREZ LÓPEZ J. y otros (2005).- “Manual de conducciones URALITA: Sistemas de conducciones en infraestructuras, riego y edificación”. Ed. Thomson

HERNÁNDEZ MUÑOZ, A. y otro (2002).- “Manual de saneamiento URALITA: Sistemas de calidad en saneamientos de agua”.

URALITA DEPARTAMENTOS TECNICOS DE URALITA S.A. (1990).- “Manual General Uralita. Tomo II- Obra Civil”. Ed. Paraninfo. Madrid.

STREETER, V.L. y WYLIE, E.B. (1988).- “Mecánica de los Fluidos. Ed. McGraw-Hill, Inc., U.S.A.

SHAMES, I.H. (1967).- “La Mecánica de los fluidos”. Ed. McGraw-Hill, Inc. México. FRENCH, R.H. (1988).- “Hidráulica de Canales Abiertos”. Ed. McGraw-Hill, Inc

9. Evaluación

Criterios de evaluación.

La evaluación del aprendizaje del alumno se basará en las actividades llevadas a cabo por el alumno y en un examen final escrito. El examen escrito constará de una parte teórica y una práctica. En la parte teórica se formularán una serie de cuestiones conceptuales (preguntas cortas), a las cuales el alumno deberá contestar de forma razonada y justificando sus respuestas. En la parte práctica se propondrán algunos problemas prácticos, de análisis y de diseño, que el alumno deberá resolver numéricamente.

Los porcentajes de la nota final, asignadas a cada una de las actividades formativas, en relación con las competencias a adquirir son los que se indica a continuación:

  1. Examen final escrito (70 % Problemas, 30 % Teoría), 70%
  2. Prácticas de laboratorio 15 %
  3. Cuestionarios on-line 10%
  4. Otros Trabajos y asistencia y participación en clase, 5%

Para superar la asignatura es imprescindible obtener al menos un 4 sobre 10, tanto en las prácticas de laboratorio como en el examen final escrito; así como un 5 de nota media final.

La no presentación a los exámenes escritos correspondientes a cada convocatoria tendrá la consideración de “NO PRESENTADO”

Sistemas de evaluación.

Los instrumentos de evaluación se llevarán a cabo a través de diferentes actividades: Actividades de evaluación continua:

  • Al finalizar cada tema se propondrá un cuestionario para completar on-line y/o problemas para entregar. Su calificación supondrá un 10 % de la nota final.
  • Se plantearán una serie de informes y trabajos en grupo a lo largo del curso. Su calificación supondrá, junto con la asistencia y participación en clase y prácticas de campo, un 5 % de la nota final.
  • Se realizarán una serie de prácticas de Laboratorio cuya calificación supondrá un 15 % de la nota final.
  • Examen final escrito: Se realizará en la fecha prevista en la planificación docente y tendrá una duración aproximada de 4 horas. Su calificación supondrá un 70 % de la nota final.

Recomendaciones para la evaluación.

Para la adquisición de las competencias previstas en esta materia se recomienda la asistencia y participación activa en todas las actividades programadas y el uso de las tutorías, especialmente aquellas referentes a la revisión de los trabajos.

Las actividades de evaluación continua no presenciales deben ser entendidas en cierta medida como una autoevaluación del estudiante que le indica más su evolución en la adquisición de competencias y auto aprendizaje y, no tanto, como una nota importante en su calificación definitiva. En particular es, altamente, recomendable:

  • Estudiar la asignatura de forma regular desde el principio de curso.
  • La asistencia a las clases, tutorías y seminarios.

En todo momento la asistencia a las clases, tutorías y seminarios.