Materias Obligatorias. Asignaturas de Ingeniería de Recursos Hídricos; Hidrogeología; Hidrología superficial

Pretende conocer los conceptos fundamentales de la Mecánica de Fluidos con especial atención a la Hidráulica

El seguimiento correcto de esta asignatura permitirá alcanzar al alumnado una formación sobre la Mecánica de fluidos y la Hidráulica básica de interés para su ejercicio profesional, tanto desde el punto de vista profesional, como desde el punto de vista investigador.

TEORÍA Y PROBLEMAS (6 ECTS)

SECCIÓN TEMÁTICA 1.- INTRODUCCIÓN A LA HIDRÁULICA

TEMA 1. INTRODUCCIÓN A LA HIDRÁULICA

1.1 Hidráulica: definiciones

1.2 Magnitudes y Sistema de Unidades

1.3 Peso y masa

1.4 Propiedades de los fluidos:

1.4.1 Peso y densidad específica o absoluta y densidad relativa

1.4.2 Compresibilidad

1.4.3 Presión

1.4.4 Viscosidad: dinámica y cinemática

1.4.5 Tensión superficial, adherencia con las paredes, capilaridad

1.4.6 Tensión de vapor. Cavitación

1.4.7 Temperatura y variables termodinámicas

SECCIÓN TEMÁTICA 2.- HIDROSTÁTICA

TEMA 2. DISTRIBUCIÓN DE PRESIONES

2.1 Hidrostática: definición

2.2 Principio de Pascal. Propiedades de la presión hidrostática: dirección e intensidad.

2.3 Ecuación general de la hidrostática

2.4 Presiones en líquidos: propiedades

2.5 Presión sobre superficies planas

2.6 Presión sobre superficies curvas

TEMA 3. SUMERGENCIA Y FLOTACIÓN

3.1 Principio de Arquímedes: Estabilidad de cuerpos flotantes y sumergidos

3.2 Fuerza de flotación o de boyamiento

SECCIÓN TEMÁTICA 3. HIDROCINEMÁTICA

TEMA 4.HIDROCINEMÁTICA: CONCEPTOS FUNDAMENTALES

4.1 Cinemática de los fluidos incompresibles

4.2 Conceptos fundamentales: Línea de corriente, Tubo de Corriente, Filete de corriente, Trayectoria, Línea de Traza

4.3 Descripción del movimiento: Método de Lagrange y de Euler

4.4 Tipos de flujo

4.5 Caudal

4.6 Ecuaciones fundamentales

4.7 Ecuación de continuidad

SECCIÓN TEMÁTICA 4.- HIDRODINÁMICA

TEMA 5.HIDRODINÁMICA DE LOS FLUIDOS PERFECTOS

5.1 Conceptos fundamentales

5.2 Teorema de Bernouilli para fluidos perfectos

5.3 Aplicaciones del Teorema de Bernouilli

5.4 Potencia teórica de una máquina hidráulica

5.5 Fuerzas hidrodinámicas: ecuación de la cantidad de movimiento o teorema del impulso en el flujo permanente

5.6 Presión estática y presión dinámica

TEMA 6. HIDRODINÁMICA DE LOS FLUIDOS REALES

6.1 Concepto de pérdida de carga

6.2 Tipos y dimensiones físicas de las pérdidas de carga

6.3 Teorema de Bernouilli generalizado

6.4 Perfil hidráulico: elementos fundamentales

6.5 Aplicación del Teorema de Bernouilli generalizado

6.6 Suministro o absorción de energía en un sistema. Potencia real de una máquina hidráulica.

SECCIÓN TEMÁTICA 5.- FLUJO EN RÉGIMEN A PRESIÓN

TEMA 7. ESTUDIO DEL MOVIMIENTO TURBULENTO EN TUBERÍAS: PÉRDIDAS DE CARGA EN RÉGIMEN PERMANENTE Y UNIFORME

7.1 Orígenes de la turbulencia. Movimiento medio y fluctuación en el flujo turbulento permanente

7.2 Noción de capa límite y de subcapa laminar

7.3 Rugosidad absoluta y relativa de las tuberías

7.4 Pérdidas de carga continua en régimen turbulento permanente y uniforme

7.5 Coeficiente de fricción de Darcy-Weisbach

7.6 Comportamiento hidrodinámico de las tuberías: influencia de la rugosidad en la distribución de velocidades en una sección transversal

7.7 Fórmulas experimentales para el coeficiente de fricción

7.8 Fórmulas prácticas para el cálculo de pérdidas de carga continuas

TEMA 8. PÉRDIDAS DE CARGA LOCALIZADAS

8.1 Introducción

8.2 Longitud equivalente de conducción

8.3 Cálculo de pérdidas de carga localizadas

8.4 Métodos aproximados para evaluar las pérdidas de carga localizadas

8.5 Fórmula general para el cálculo de la pérdida de carga total en una tubería

TEMA 9. TUBERÍA ÚNICA Y MODELOS DE REDES ELEMENTALES

9.1 Introducción y planteamiento general a tubería única

9.2 Variables fundamentales

9.3 Línea de energía en régimen uniforme. Representación gráfica del perfil hidráulico.

9.4 Modelos de problemas elementales: sección constante, diferentes secciones, variación gradual de la sección, variación del caudal, singularidades.

9.5 Sifones: cálculo de sifones

9.6 Modelo de redes elementales:

TEMA 10. CORRIENTES LÍQUIDAS EN TUBERÍAS A PRESIÓN. PARTE I

10.1 Generalidades

10.2 Cálculo de tuberías

10.3 Posición de la línea piezométrica respecto al perfil altimétrico de la tubería

10.4 Representación gráfica de las pérdidas de carga en una conducción

10.5 Descarga a la atmósfera por válvula o por tobera en su extremo de tubería simple

10.6 Conductos con toma intermedia

10.7 Conducto alimentado por ambos extremos

10.8 Circulación entre tres depósitos

TEMA 11. CORRIENTES LÍQUIDAS EN TUBERÍAS A PRESIÓN. PARTE II

11.1 Tuberías con distribución uniforme y discreta de caudales

11.2 Tuberías con distribución continua de caudal

11.3 Confluencia de tuberías

11.4 Bifurcaciones en tuberías

11.5 Tuberías ramificadas

11.6 Resolución de problemas de tuberías mediante el ábaco de Moody

11.7 Resolución de problemas de tuberías mediante las tablas de Prandtl-Colebrook

TEMA 12. ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE: CÁLCULO DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN

12.1 Aproximación a la red: datos previos

12.2 Caudales de cálculo

12.3 Presiones de servicio

12.4 Diámetros mínimos

12.5 Velocidades recomendadas en tuberías

12.6 Redes de Distribución

12.7 Cálculo de redes ramificadas

12.8 Cálculo de una red en malla: método de Hardy-Cross

TEMA 13. ELEVACIÓN DE LÍQUIDOS MEDIANTE BOMBAS HIDRÁULICAS

13.1 Elevación de líquidos mediante bombas hidráulicas

13.2 Altura manométrica de una elevación

13.3 Potencias y rendimientos de la bomba y del motor de accionamiento

13.4 Pérdidas de energía de una bomba: rendimientos

13.5 Diámetro más rentable de una impulsión

13.6 Clasificación de bombas hidráulicas

13.7 Bombas rotodinámicas o turbobombas

13.8 Velocidad específica

13.9 Clasificación de las bombas rotodinámicas según su velocidad específica

13.10 Cavitación

13.11 Curvas características

TEMA 14. TURBINAS

14.1 Aprovechamiento de la Energía hidráulica: saltos de agua

14.2 Potencia del salto

14.3 Nociones sobre turbinas hidráulicas

14.4 Velocidad específica de una turbina

TEMA 15. CÁLCULO DEL GOLPE DE ARIETE EN TUBERÍAS DE PRESIÓN

15.1 Movimiento variable de los líquidos en tuberías: golpe de ariete

15.2 Cálculo de Michaud y Jouguet

15.3 Golpe de ariete: descripción física

15.4 Determinación de le celeridad

15.5 Cálculo del golpe de ariete en tuberías de circulación por gravedad

15.6 Cálculo del golpe de ariete en tuberías de impulsión

15.7 Prevención del golpe de ariete

SECCIÓN 6 TEMÁTICA.- FLUJO EN RÉGIMEN LIBRE

TEMA 16. INTRODUCCIÓN:FLUJO EN RÉGIMEN LIBRE

16.1 Corrientes líquidas en canales

16.2 Tipos de flujos

16.3 Estado de Flujo: Influencia de la viscosidad y de la gravedad

16.4 Regímenes de flujo

16.5 Canales abiertos y sus propiedades 

TEMA 17. PRINCIPIOS DE ENERGÍA Y MOMENTUM

17.1 Introducción

17.2 Movimiento uniforme en un canal rectangular

17.3 Energía específica en un canal rectangular

17.4 Energía específica en canales de cualquier forma

17.5 Efectos de la variación de sección en un canal rectangular en el que permanecen constantes la energía y el caudal

17.6 Propiedades del calado crítico

TEMA 18.  FLUJO PERMANENTE Y UNIFORME EN CANALES

18.1 Introducción: Ecuación general del movimiento permanente y uniforme en canales

18.2 La ecuación de Chezy. Cálculo del factor de resistencia de Chezy

18.3 Fórmulas prácticas para la determinación de la pérdida de carga: fórmula de Manning. Selección del coef. de rugosidad de Manning

18.4 Estudio de las secciones transversales

18.5 Curvas de capacidad en secciones simples en régimen uniforme

18.6 Flujo en secciones compuestas

 

CE 1.- Conocimiento teórico y práctico de las propiedades físico-químicas y mecánicas del agua, así como del comportamiento hidrostático e hidrodinámico del agua en diferentes medios.

CE 2.- Capacidad para aplicar los conocimientos del comportamiento hidráulico a diferentes ambientes y escenarios de aplicación.

CT1- Los estudiantes podrán adquirir y desarrollar la comprensión del conocimiento en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.

CT2- Los estudiantes serán capaces de aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional e investigadora, desarrollando 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.

CT3 – Los estudiantes desarrollarán aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.

CT4. Los estudiantes adquirirán habilidades para el trabajo profesional e investigador en el ámbito de la Ingeniería de Recursos Hídricos a nivel nacional e internacional.

Libros de consulta para el alumno:

AGÚERA SORIANO, J.- MECANICA DE FLUIDOS Y MAQUINAS HIDRAULICAS.- E. CIENCIA 1986

ESCRIBÁ BONAFÉ, D.- HIDRÁULICA PARA INGENIEROS.- BELLISCO 1996BRATER EF, KING HW, WEI CY. HANDBOOK OF HYDRAULICS. SEVENTH EDITION MCGRAW HILL,1996.

GONZALEZ FARIÑAS, JUAN EUSEBIO. SELECCIÓN DE TEMAS DE HIDRÁULICA. UNIVERSIDAD DE LA LAGUNA, 2004

LÁZARO LOPEZ ANDRÉS. MANUAL DE HIDRÁULICA. UNIVERSIDAD DE ALICANTE

PULIDO CARRILLO.- J.L..- PROBLEMAS DE HIDRÁULICA BÁSICA.- SPICCP, 2000

SIMARRO GRANDE GONZALO. FUNDAMENTOS DE HIDRAULICA, UNIVERSIDAD DE CASTILLA LA MANCHA, 2006

STREETER, V.L, BENJAMIN WYLIE E., BEDFORD, KW MECÁNICA DE FLUIDOS. NOVENA EDICIÓN. EDICION ESPAÑOLA

TEMEZ PELAEZ, JOSE R.- HIDRAULICA BASICA.- EUITOP. 1977

VEN TE CHOW.- HIDRÁULICA DE LOS CANALES ABIERTOS.- Editora: Martha Edna Suárez R. 1994

La evaluación de la adquisición de las competencias de la materia se realizará mediante una evaluación continua que considerará todas las actividades que se desarrollan con una evaluación separada de las prácticas. Se realizará, también, una prueba parcial de materia y otra final en la que el alumno deberá demostrar los conocimientos y competencias adquiridas a lo largo del curso.

Por tanto, la evaluación constará de varias partes que son; la evaluación del trabajo continuo, el examen parcial y final.

• Primer parcial (40 %)

• Segundo parcial (40 %). Realización exclusivamente del segundo parcial, en los exámenes correspondientes a las convocatorias oficiales finales, para los alumnos que hayan superado la materia del primer parcial.

• Trabajo continuo (20 %)

En los exámenes parcial y final la parte teórica se puntuará con cuatro puntos y los problemas seis puntos sobre diez. La evaluación correspondiente al examen parcial y final tendrá lugar en las fechas previstas y fijadas en la Guía del Centro para el curso correspondiente.

Recuperación: se basará en un examen escrito de similares características a los exámenes parciales salvo por el hecho de que cubrirá la totalidad de los contenidos y tendrá una duración superior. Tendrá un peso del 80 % en la calificación final. Se mantendrán las calificaciones parciales y el peso relativo en el apartado de trabajo continuo

Actividades de Evaluación Continua: Para estas evaluaciones se tendrán en cuenta, la participación de los alumnos en las clases de teoría y en la resolución de los ejercicios que se plateen a lo largo del curso así como en los trabajos a desarrollar.

Exámenes:

Parcial: Se hará un examen parcial aproximadamente a la mitad de la asignatura. Tanto el examen parcial como el examen final constarán de una parte teórica, preguntas y/o test y otra práctica, en la que se plantean diversos problemas referentes a los contenidos de la programación y a los problemas resueltos en las clases prácticas.

Final: La evaluación correspondiente al examen parcial y final tendrá lugar en las fechas previstas y fijadas en la Guía del Centro para el curso correspondiente.

La entrega en tiempo y forma de los problemas propuestos por el profesor, así como una exposición clara y ordenada en el examen, supone evidentemente una mejor evaluación.

Insistir en el estudio de aquellos capítulos y problemas realizados durante las clases teóricas y prácticas