Datos Identificativos 2019/20
Asignatura (*) MECÁNICA DE FLUÍDOS Código 730G03018
Titulación
Grao en Enxeñaría Mecánica
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Grao 2º cuadrimestre
Segundo Obrigatoria 6
Idioma
Castelán
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría Naval e Industrial
Coordinación
Prieto Garcia, Abraham
Correo electrónico
abraham.prieto@udc.es
Profesorado
Gosset , Anne Marie Elisabeth
Lema Rodríguez, Marcos
López Peña, Fernando
Prieto Garcia, Abraham
Correo electrónico
anne.gosset@udc.es
marcos.lema@udc.es
fernando.lopez.pena@udc.es
abraham.prieto@udc.es
Web
Descrición xeral A mecánica de fluídos debe ser considerada como unha asignatura básica na formación dun enxeñeiro industrial. Neste curso o alumno estudará os conceptos fundamentais de cinemática e estática de fluídos, chegará a entender o significado das ecuaciones de Navier-Stokes tanto en forma integral como diferencial, comprenderá a necesidade e aprenderá a simplificar estas ecuaciones e estudará o movemento de fluídos, a teoría da capa límite e a turbulencia.
Plan de continxencia

Competencias do título
Código Competencias do título
A8 CR2 - Coñecementos dos principios básicos da mecánica de fluídos e a súa aplicación á resolución de problemas no campo da enxeñaría. Cálculo de canalizacións, canles e sistemas de fluídos.
B2 CB02 - Que os estudantes saiban aplicar os seus coñecementos ao seu traballo ou vocación dunha forma profesional e posúan as competencias que adoitan demostrarse por medio da elaboración e defensa de argumentos e a resolución de problemas dentro da súa área de estudo
B7 B5 - Ser capaz de realizar unha análise crítica, avaliación e síntese de ideas novas e complexas
C4 C6 - Valorar criticamente o coñecemento, a tecnoloxía e a información dispoñible para resolver os problemas cos que deben enfrontarse.

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do título
Conocer los principios básicos de la mecánica de fluidos y su aplicación a la resolución de problemas en el campo de la ingeniería. A8
B2
B7
C4
Calcular tuberías, canales y sistemas de fluidos. A8
B2
B7
C4

Contidos
Temas Subtemas
Introducción á mecánica de fluidos Introducción
· Obxecto e aplicacións
· Sólidos, líquidos e gases
· Clasificación dos tipos principais de fluxos: laminar/turbulento, compresible/incompresible, interno/externo, ideal/viscoso
· Campos de aplicación da mecánica de fluídos
· Relacións con outras ciencias

Definicións e hipóteses básicas
· Os fluídos como medios continuos
· Hipóteses do equilibrio termodinámico local
· Magnitudes fluídas
· Concepto de partícula fluída

Forzas no seo dun fluído
· Forzas de volume e forzas másicas.
· Forzas de superficie. Tensor de esforzos
Cálculos de tuberías, canales e sistemas de fluidos Fluidos ideais: Ecuacións de Euler e Bernouilli
• Condicións de fluxo ideal
• Obtención das ecuaciones de Euler a partir das de Navier-Stokes
• Condicións iniciais e de contorno
• Movementos isentrópicos e homentrópicos
• Ecuación de Euler-Bemouilli
• Ecuación de Bernouilli
• Magnitudes de remanso
• Aplicacións prácticas da ecuación de Bernouilli:sonda de Pitot, tubo de Venturi, efecto Venturi.

Fluxos externos e capa límite
• Forzas sobre corpos no seo de fluídos
• Forza de resistencia: Resistencia de presión e fricción, concepto de corpo fuselado.
• Conceptos básicos de capa límite
• Corpos romos e fuselados. Desprendemento de capa límite. Paradoxa de d’Alembert.

Fluxos internos: Perdas de carga
• Fluxos en conductos
• Perdas de carga: Ecuación de Bernouilli xeneralizada
• Coeficiente de fricción. Diagrama de Moody
• Perdas de carga locais. Coeficientes K de varias singularidades.
• Redes de tubería en serie e paralelo
Aplicación ó campo da enxeñaría Fluidostática I
• Ecuación xeneral da fluidostática
• Condicións que han de cumprir as forzas másicas para que o fluído poida estar en repouso.
• A ecuación da fluidostática no caso de que as forzas másicas deriven dun potencial

Fluidostática II
• Hidrostática. Aplicacións (principio de Pascal, manómetros...)
• Forzas hidrostáticas sobre superficies sólidas
• Principio de Arquímedes
• Estabilidade de corpos mergullados e flotantes
• Movemento de corpo ríxido

Cinemática
• Sistemas de referencia de Lagrange e Euler
• Tipos particulares de movementos fluídos
• Representación e visualización de fluxos: senllas, traxectorias, trazas, liñas fluídas e liñas de corrente
• Concepto de derivada substancial
• Vector aceleración dunha particula fluída
• Tensor gradiente de velocidade
• Descomposición e interpretación física do tensor
• Vorticidad
• Teorema do transporte de Reynolds

Conservación da masa
• Os modelos fluídos e as leis de conservación
• Principio de conservación da masa: Ecuación de continuidade
• Formas integral e diferencial da ecuación
• Simplificación para o caso con movemento estacionario e/ou incompresible

Conservación de cantidade de movemento
• Ecuación de cantidade de movemento en forma integral
• Ecuación de cantidade de movemento en forma diferencial
• Caso con viscosidad constante
• Simplificación para o caso de fluxo incompresible
• Ecuación da enerxía mecánica

Conservación da enerxía
• Primeira lei da termodinámica nun volume de control
• A ecuación da enerxía en forma integral
• A ecuación da enerxía en forma diferencial
• Ecuación da enerxía interna. Caso de Fluídos de densidad constante
• Ecuación da entropía

O sistema completo de ecuaciones de Navier-Stokes
• Condicións iniciais e de contorno

Análise de casos de movemento unidireccional de fluídos incompresibles que admiten solución exacta
• Simplificación das ecuaciones
• Corrente de Couette
• Corrente de Hagen-Poiseuille bidimensional
Editar Borrar Subir

Análise dimensional
• Obxecto e aplicacións da análise dimensional
• Principio de homogeneidad dimensional
• Teorema Pi de Buckingham

Adimensionalización das ecuaciones xerais
• O proceso de adimensionalizar
• Os parámetros adimensionales importantes en mecánica de fluídos: Strouhal, Euler, Mach e cavitación, Reynolds, Froude, Prandtl

Modelos adimensionales
• Semellanza física e modelado en Mecánica de Fluídos
• Condicións para a semellanza
• Semellanza física parcial

Prácticas de laboratorio
• Práctica 1. Calibración dun Venturi
• Práctica 2. Distribución de presións ao redor dun cilindro
• Práctica 3. Perdas de carga
• Práctica 4. Capa límite nunha placa plana

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral A8 B7 C4 24 39.5 63.5
Prácticas de laboratorio A8 B7 B2 C4 5 15 20
Proba mixta A8 B2 4 0 4
Traballos tutelados A8 B2 C4 1 4 5
Solución de problemas A8 B2 B7 20.5 35 55.5
 
Atención personalizada 2 0 2
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral Actividade presencial no aula que serve para establecer os conceptos fundamentais da materia. Consiste na exposición oral complementada co uso de medios audiovisuales e a introdución dalgunhas preguntas dirixidas aos estudantes, co fin de transmitir coñecementos e facilitar a aprendizaxe.
Prácticas de laboratorio Desenrolo de prácticas no laboratorio de mecánica de fluídos. Os alumnos obterán datos experimentais dos valores de distintas magnitudes fluidodinámicas nos distintos bancos e equipos do laboratorio. Posteriormente deberán facer un tratamiento dos datos que lles permita ter un coñecemento preciso dos fenómenos estudados.
Proba mixta Realizaranse dúas probas de avaliación, unha a mediados e outra ao final de curso. Consistirán nunha proba escrita na que haberá que responder a diferentes tipos de preguntas tanto teóricas como resolver problemas curtos e longos.
Traballos tutelados Metodoloxía deseñada para promover a aprendizaxe autónoma dos estudantes, baixo a tutela do profesor e en escenarios variados (académicos e profesionais). Está referida prioritariamente ao aprendizaxe do “cómo facer as cousas”. Constitúe unha opción baseada na asunción polos estudantes da responsabilidade pola súa propia aprendizaxe.
Este sistema de ensino baséase en dous elementos básicos: a aprendizaxe independente dos estudantes e o seguimento desa aprendizaxe polo profesor-titor.
Solución de problemas O profesor explicará o método e a forma que se ha de seguir na resolución de distintos tipos de problemas. Os problemas serán exercicios de aplicación das distintas partes que conforman a materia. En cada parte comezarase con exercicios simples que se irán facendo mais complexos co fin de adaptalos o mais posible a casos reais. O alumno dispoñerá dunha colección de problemas que poderá resolver por si mesmo.

Atención personalizada
Metodoloxías
Prácticas de laboratorio
Traballos tutelados
Descrición
As prácticas de laboratorio realízanas os alumnos por parellas en grupos reducidos que non exceden as tres parellas por cada sesión de prácticas. Isto permite ao profesor prestar unha atención personalizada. En cada momento cada parella realiza unha práctica diferente e vanse rotando ao longo da sesión.

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Prácticas de laboratorio A8 B7 B2 C4 A asistencia a practicas de laboratorio é obligatoria. Deberá realizarse también unha memoria de prácticas cunha nota mínima de 4 sobre 10 para estar aprobada.

Os alumnos que realicen e superen as prácticas nun mesmo ano académico, e no caso de non aprobar a asignatura, non terán que repetir as prácticas nos dous seguintes cursos. En ningún caso se avaliarán memorias de prácticas realizadas en cursos precedentes.
15
Proba mixta A8 B2 Realizarase unha proba á metade do curso e outra ao final. Cada unha das dúas probas terá unha parte de problemas e outra de teoría que constará non só de preguntas de conceptos teóricos senón tamén de exercicios simples de aplicación dos conceptos teóricos desenvolvidos en clase. Esta parte terá un peso do 50% da nota da proba. A parte de problemas terá un peso do 50%.

Se a nota da primeira proba é superior a 4/10 e as notas das partes de teoría e problemas son superiores a 3/10 poderase liberar a primeira parte da asignatura para o exame final e ponderaranse ambas probas ao 50%. Esta liberación poderase estender ata o exame final de xullo do mesmo ano si o alumno se presenta ao exame de xuño.

Para aprobar a signatura é necesario obter polo menos un 5/10 de nota media, un 4/10 na proba mixta e polo menos un 3/10 na nota media da parte de problemas e na parte de teoría.
70
Traballos tutelados A8 B2 C4 Realizaranse algúns exercicios tutelados avaliados que supoñerán un 10% da nota final. 15
 
Observacións avaliación


A
segunda proba mixta farase coincidir co exame final no que os alumnos
que non teñan liberada a parte correspondente á primeira proba
mixta examinaranse de toda a materia.

Aquelas alumnas e alumnos con dispensa académica deberán realizar as prácticas de laboratorio e poderán voluntariamente resolver problemas facilitados polos docentes da materia que se discutirán en titorías, e que poderán formar parte da avaliación final. As datas da realización das prácticas e da entrega das memorias correspondentes poderán ser acordadas cos docentes da materia.


Fontes de información
Bibliografía básica Robert W. Fox, Alan T. McDonald (2015). Introduction to Fluid Mechanics, 9th Edition. McGraw-Hill
White, Frank (2008). Mecánica de fluidos. McGraw-Hill Interamericana de España
López Peña, Fernando (2000). Mecánica de fluidos. Universidade da Coruña. Servizo de Publicacións, ed.
Crespo Martínez, Antonio (2006). Mecánica de fluidos. Editorial Paraninfo

Bibliografía complementaria


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
CÁLCULO/730G03001
FÍSICA I/730G03003
ÁLXEBRA/730G03006
FÍSICA II/730G03009
ECUACIÓNS DIFERENCIAIS/730G03011
TERMODINÁMICA/730G03014
MECÁNICA/730G03026

Materias que se recomenda cursar simultaneamente

Materias que continúan o temario
MÁQUINAS TERMICAS E HIDRAULICAS/730G03023
HIDRÁULICA E NEUMÁTICA/730G03039

Observacións

Para axudar a conseguir unha contorna inmediata sostido e cumprir co obxectivo da acción número 5: Docencia e investigación saudable e sustentable ambiental e social do "Plan de Acción Green Campus Ferrol":

A entrega dos traballos documentais que se realicen nesta materia:

* Solicitaranse en formato virtual e/ou soporte informático

* Realizarase a través de Moodle, en formato dixital sen necesidade de imprimilos;

* En caso de ser necesario realizalos en papel:

ou Non se empregarán plásticos

ou Se realizarán impresións a dobre cara.

ou Se empregará papel reciclado.



(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías