|
Guía DocenteCurso Escola Politécnica Superior |
| Grao en Enxeñaría Naval e Oceánica |
 Asignaturas |
| Mecánica de fluídos |
| Contidos |
|
|
| Datos Identificativos | 2020/21 | |||||||||||||
| Asignatura | Mecánica de fluídos | Código | 730G05019 | |||||||||||
| Titulación |
|
|||||||||||||
| Descriptores | Ciclo | Período | Curso | Tipo | Créditos | |||||||||
| Grao | 2º cuadrimestre |
Segundo | Obrigatoria | 6 | ||||||||||
|
||||||||||||||
| Temas | Subtemas |
| Curso 0: Repaso de Conceptos previos | • Variables termodinámicas en líquidos e gases • Notación • Producto “·” • Convenio de sumación de Einstein • Diverxencia, gradiente e rotacional dun campo • Teorema de (a divergencia de) Gauss-Ostrogadski |
| TEMA 1. Introducción e conceptos básicos (Na memoria de verificación corresponde a: Definicións e conceptos básicas, os fluídos como medios continuos e outras hipóteses fundamentais) |
A Mecánica de Fluídos • A Mecánica de Fluídos, obxecto e aplicacións • A Mecánica de Fluídos e as súas relacións con outras ciencias • Guia docente. Plantexamento e organización do curso Definicións e hipóteses básicas • Sólidos, líquidos e gases • Hipótese do medio continuo • Magnitudes fluídas. Densidade, evelocidade e enerxía interna nun punto • Hipótese do equilibrio termodinámico local. Variables termodinámicas • Partícula fluída • Tipos particulares de fluxos Forzas no seo do fluído considerado como continuo • Forzas no seo dun fluído • Forzas de volume e forzas másicas • Forzas de superficie. Tensor de esforzos. Presión • Unha primera expresión da ecuación da cantidade de movemento |
| TEMA 2. Fluidostática e tensión superficial (Na memoria de verificación corresponde a: Fluidoestática) |
Fluidostática • Ecuación fundamental da fluidostática • Equilibrio baixo a acción de forzas másicas que derivan dun potencial • Estabilidade • Forzas másicas habituales, os seus potenciales, e as súas superficies equipotenciais • Cálculo de forzas sobre superficies • Principio de Arquímedes xeralizado • Atmósfera estándar • Unidades de presión • Principio de Pascal Hidrostática • Hidrostática • Superficies planas. Prisma de presións • Compoñente vertical da forza de presión • Compoñente horizontal da forza de presión • Estabilidade de corpos mergullados e flotantes • Efectos de subpresión • Aplicacións á medida de presión Tensión superficial • Equilibrio na entrefase. Ecuación de Laplace • Liña e ángulo de contacto • Formas da entrefase entre fluídos en repouso. Lonxitude capilar |
| TEMA 3. Cinemática (Na memoria de verificación corresponde a: Cinemática de fluídos) |
Conceptos de cinemática de fluídos • Sistemas de referencia de Lagrange e Euler • Tipos particulares de movementos fluídos • Liñas, superficies e volumes fluídos • Traxectoria, traza e senda • Liñas de corrente e superficies de corrente • Punto de remanso Variación de magnitudes fluídas • Derivada substancial • Aceleración Movemento na contorna dun punto • Velocidades na contorna dun punto • Tensor velocidades de deformación • Velocidade de rotación • Vorticidade e circulación • Movementos irrotacionais. Función potencial • Teorema de Kutta-Joukowski |
| TEMA 4. Dinámica e ecuacións xerais (Na memoria de verificación corresponde a: Leis de conservación da Mecánica de Fluídos: principios constitutivos e ecuacións de Navier-Stokes) |
Fenómenos de transporte • Fenómenos difusivos de transporte e as leis fenomenolóxicas • Transmisión de calor por conducción • Difusión de masa • Transporte molecular de cantidade de movemento Volumes fluídos e de control • Os modelos fluídos e as leis de conservación • Volume de control • Teorema do transporte de Reynolds Ecuación de conservación da masa • Forma integral • Forma diferencial • Función de corrente Ecuación de conservación da cantidade de movemento • Ecuación de cantidade de movemento en forma integral • Ecuación de cantidade de movemento en forma diferencial: Ecuación de Navier -Stokes • Ecuación da enerxía mecánica Ecuación de conservación da enerxía en forma integral • Ecuación da enerxía en forma integral • Caso de que as forzas másicas deriven dun potencial escalar Ecuación de conservación da enerxía en forma diferencial • Ecuación de conservación da enerxía en forma diferencial • Ecuación de conservación da enerxía a lo largo dunha liña de corrente • Ecuación de conservación da enerxía interna en forma diferencial • Ecuación da entropía • Ecuación da enerxía interna para fluxo incompresible Ecuaciones de de la enerxía en máquinas • Ecuación da enerxía para unha máquina de fluído • Ecuación da enerxía interna para máquinas hidráulicas • Ecuación da enerxía (mecánica) para unha máquina hidráulica • Aquecemento debido á fricción • Alturas e rendementos en máquinas hidráulicas Resumo e discusión do sistema completo de ecuacións de Navier-Stokes • O sistema completo de ecuacións de Navier-Stokes • Simplificación para fluxos incompresibles • Condicións iniciais e de contorno • Existencia e unicidade da solución. Movemento turbulento |
| TEMA 5. Análise dimensional e semellanza (Na memoria de verificación corresponde a: Análise dimensional e semellanza en Mecánica de Fluídos) |
Análise dimensional e semellanza • Obxecto e aplicacións da análise dimensional • O teorema PI de Buckingham • Aplicación do teorema PI ao estudo do movemento ao redor dun corpo • Adimensionalización das ecuacións. Números adimensionais • Semellanza. Semellanza parcial |
| TEMA 6. Movemento laminar (Na memoria de verificación corresponde a: Fluxos de interese en enxeñaría: Fluxos laminares, ideais, turbulentos e capas límite) |
Movimientos laminares unidireccionales de líquidos • Introducción • Simplificación das ecuacións do movemento • Condicións iniciais e de contorno • Ecuación da enerxía • Movementos laminares estacionarios planos e unidireccionais • Movemento laminar estacionario en condutos de sección circular • Estabilidade da corrente laminar • Condición de fluxo guiado • Condición de viscosidade dominante • Efecto da lonxitude finita do conduto na perda de carga • Perda de carga en condutos de sección lentamente variable e curvatura pequena |
| TEMA 7. Fluídos ideais (Na memoria de verificación corresponde a: Fluxos de interese en enxeñaría: Fluxos laminares, ideais, turbulentos e capas límite) |
Fluídos ideais • Condicións de fluxo ideal • Ecuacións de Euler • Condicións iniciais e de contorno das ecuacións de Euler • Continuidade, unicidade e existencia da solución das ecuacións de Euler • Descontinuidades e capas límites en fluídos ideais • Ecuación de Euler-Bernoulli • Ecuación de Euler-Bernoulli para movemento isentrópico de gases • Condicións de remanso • Ecuación de Bernoulli • Tubo de Pitot • Outras aplicacións |
| TEMA 8. Capa límite (Na memoria de verificación corresponde a: Fluxos de interese en enxeñaría: Fluxos laminares, ideais, turbulentos e capas límite) |
Capa límite • Concepto de capa límite • Ecuacións da capa límite bidimensional incompresible • Espesores de capa límite • Solución de Blasius para a capa limite laminar de placa plana sen gradiente de presión • Capa límite turbulenta • O efecto do gradiente de presión. Desprendemento da capa límite |
| Tema 9. Turbulencia (Na memoria de verificación corresponde a: Fluxos de interese en enxeñaría: Fluxos laminares, ideais, turbulentos e capas límite) |
Introdución á turbulencia • Orixe e características do movemento turbulento • Escalas da turbulencia e fervenza de enerxía • Valores medios • As ecuacións de Reynolds • Esforzos de Reynolds • O problema do peche Perdas de carga en condutos • Movemento en condutos de sección circular • Perdas de carga en condutos de sección circular • Diagrama de Moody • Condutos de sección non circular. Diámetro hidráulico • Perdas de carga locais • Sistemas de tubaxes • Tubaxe acoplada a unha bomba |
| Prácticas de Laboratorio | Práctica 1. Determinación da velocidade de descarga dun depósito Práctica 2. Calibración dun Venturi Práctica 3. Distribución de presións ao redor dun cilindro Práctica 4.1. Perdas de carga en tubo recto Práctica 4.2. Perdas de carga en tubo con accesorios Práctica 5. Capa límite nunha placa plana |
|
