Grao en Enxeñaría Mecánica |
Asignaturas |
MECÁNICA DE FLUIDOS |
Contenidos |
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Datos Identificativos | 2019/20 | |||||||||||||
Asignatura | MECÁNICA DE FLUIDOS | Código | 730G03018 | |||||||||||
Titulación |
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Descriptores | Ciclo | Periodo | Curso | Tipo | Créditos | |||||||||
Grado | 2º cuatrimestre |
Segundo | Obligatoria | 6 | ||||||||||
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Tema | Subtema |
Introducción a la mecánica de fluidos | La Mecánica de Fluidos • Objeto y aplicaciones • Sólidos, líquidos y gases • Clasificación de los tipos principales de flujos: laminar/turbulento, compresible/incompresible, interno/externo, ideal/viscoso • Campos de aplicación de la mecánica de fluidos • Relaciones con otras ciencias Definiciones e hipótesis básicas • Los fluidos como medios continuos • Hipótesis del equilibrio termodinámico local • Magnitudes fluidas • Concepto de partícula fluida Fuerzas en el seno de un fluido • Fuerzas de volumen y fuerzas másicas. • Fuerzas de superficie. Tensor de esfuerzos |
Cálculos de tuberías, canales y sistemas de fluidos | Fluidos ideales: Ecuaciones de Euler y Bernouilli • Condiciones de flujo ideal • Obtención de las ecuaciones de Euler a partir de las de Navier-Stokes • Condiciones iniciales y de contorno • Movimientos isentrópicos y homentrópicos • Ecuación de Euler-Bemouilli • Ecuación de Bernouilli • Magnitudes de remanso • Aplicaciones prácticas de la ecuación de Bernouilli:sonda de Pitot, tubo de Venturi, efecto Venturi. Flujos externos y capa límite • Fuerzas sobre cuerpos en el seno de fluidos • Fuerza de resistencia: Resistencia de presión y fricción • Conceptos básicos de capa límite • Cuerpos romos y fuselados. Desprendimiento de capa límite. Paradoja de d’Alembert. Flujos internos: Pérdidas de carga • Flujos en conductos • Pérdidas de carga: Ecuación de Bernouilli generalizada • Coeficiente de fricción. Diagrama de Moody • Pérdidas de carga locales. Coeficientes K de varias singularidades. • Redes de tubería en serie y paralelo |
Aplicación al campo de la ingeniería | Fluidostática I • Ecuación general de la fluidostática • Condiciones que han de cumplir las fuerzas másicas para que el fluido pueda estar en reposo. • La ecuación de la fluidostática en el caso de que las fuerzas másicas deriven de un potencial Fluidostática II • Hidrostática. Aplicaciones (principio de Pascal, manómetros...) • Fuerzas hidrostáticas sobre superficies sólidas • Principio de Arquímedes • Estabilidad de cuerpos sumergidos y flotantes • Movimiento de cuerpo rígido Cinemática • Sistemas de referencia de Lagrange y Euler • Tipos particulares de movimientos fluidos • Representación y visualización de flujos: sendas, trayectorias, trazas, líneas fluidas y líneas de corriente • Concepto de derivada sustancial • Vector aceleración de una particula fluida • Tensor gradiente de velocidad • Descomposición e interpretación física del tensor • Vorticidad • Teorema del transporte de Reynolds Ecuaciones fundamentales Conservación de la masa • Los modelos fluidos y las leyes de conservación • Principio de conservación de la masa: Ecuación de continuidad • Formas integral y diferencial de la ecuación • Simplificación para el caso con movimiento estacionario y/o incompresible Conservación de cantidad de movimiento • Ecuación de cantidad de movimiento en forma integral • Ecuación de cantidad de movimiento en forma diferencial • Caso con viscosidad constante • Simplificación para el caso de flujo incompresible • Ecuación de la energía mecánica Conservación de la energía • Primera ley de la termodinámica en un volumen de control • La ecuación de la energía en forma integral • La ecuación de la energía en forma diferencial • Ecuación de la energía interna. Caso de Fluidos de densidad constante • Ecuación de la entropía El sistema completo de ecuaciones de Navier-Stokes • Condiciones iniciales y de contorno Análisis de casos de movimiento unidireccional de fluidos incompresibles que admiten solución exacta • Simplificación de las ecuaciones • Corriente de Couette • Corriente de Hagen-Poiseuille bidimensional Análisis dimensional Análisis dimensional • Objeto y aplicaciones del análisis dimensional • Principio de homogeneidad dimensional • Teorema Pi de Buckingham Adimensionalización de las ecuaciones generales • El proceso de adimensionalizar • Los parámetros adimensionales importantes en mecánica de fluidos: Strouhal, Euler, Mach y cavitación, Reynolds, Froude, Prandtl Modelos adimensionales • Semejanza física y modelado en Mecánica de Fluidos • Condiciones para la semejanza • Semejanza física parcial Prácticas de Laboratorio • Práctica 1. Calibración de un Venturi • Práctica 2. Distribución de presiones alrededor de un cilindro • Práctica 3. Pérdidas de carga • Práctica 4. Capa límite en una placa plana |
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