Datos Identificativos 2022/23
Asignatura (*) MECÁNICA DE FLUIDOS Código 730G04018
Titulación
Grao en Enxeñaría en Tecnoloxías Industriais
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Grado 2º cuatrimestre
Segundo Obligatoria 6
Idioma
Castellano
Modalidad docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría Naval e Industrial
Coordinador/a
Prieto Garcia, Abraham
Correo electrónico
abraham.prieto@udc.es
Profesorado
Barreiro Villaverde, David
Gosset , Anne Marie Elisabeth
López Peña, Fernando
Prieto Garcia, Abraham
Correo electrónico
david.barreiro1@udc.es
anne.gosset@udc.es
fernando.lopez.pena@udc.es
abraham.prieto@udc.es
Web
Descripción general 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.

Competencias del título
Código Competencias del título
A8 CR2 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.
B2 CB2 Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean 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
B7 B5 Ser capaz de realizar un análisis crítico, evaluación y síntesis de ideas nuevas y complejas.
C4 C6 Valorar críticamente el conocimiento, la tecnología y la información disponible para resolver los problemas con los que deben enfrentarse.

Resultados de aprendizaje
Resultados de aprendizaje Competencias del título
Explicar los principios fundamentales que rigen el comportamiento de los medios fluidos a partir de los principios básicos de conservación y constitución. A8
B2
B7
C4
Deducir las ecuaciones de la mecánica de fluidos en forma integral y diferencial a partir de los principios constitutivos y leyes de conservación y explicar el significado físico de sus términos. A8
B2
B7
C4

Contenidos
Tema Subtema
Introducción a la mecánica de fluidos Introducción
• 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.
• 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 en forma integral
• Simplificación para el caso con movimiento estacionario y/o incompresible

Ecuaciones fundamentales: conservación de cantidad de movimiento
• Fuerzas en el seno de un fluido
• Ecuación de cantidad de movimiento en forma integral
• Elección del volumen de control

Ecuaciones fundamentales: conservación de la energía
• Primera ley de la termodinámica en un volumen de control
• La ecuación de la energía en forma integral
• Balance de energía en presencia de máquinas hidráulicas

Análisis dimensional
• Objeto y aplicaciones del análisis dimensional
• Principio de homogeneidad dimensional
• Teorema Pi de Buckingham
• 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

Planificación
Metodologías / pruebas Competéncias Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Sesión magistral A8 B7 C4 24 40 64
Prácticas de laboratorio A8 B2 B7 C4 5 15 20
Prueba mixta A8 B2 0 4 4
Trabajos tutelados A8 B2 C4 1 4 5
Solución de problemas A8 B2 B7 20 35 55
 
Atención personalizada 2 0 2
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Sesión magistral Actividad no presencial que sirve para establecer los conceptos fundamentales de la materia. Consiste en la exposición oral complementada con el uso de medios audiovisuales y la introducción de algunas preguntas dirigidas a los estudiantes, con el fin de transmitir conocimientos y facilitar el aprendizaje.
Prácticas de laboratorio Desarrollo de prácticas en el laboratorio de mecánica de fluidos. Los alumnos obtendrán datos experimentales de los valores de distintas magnitudes fluidodinámicas en los distintos bancos y equipos del laboratorio. Posteriormente deberán de hacer un tratamiento de los datos que les permita tener un conocimiento preciso de los fenómenos estudiados.
Prueba mixta Se realizarán dos pruebas de evaluación, una a mediados y otra al final de curso. Consistirán en una prueba escrita en la que habrá que responder a diferentes tipos de preguntas tanto teóricas como resolver problemas cortos y largos.
Trabajos tutelados Metodología diseñada para promover el aprendizaje autónomo de los estudiantes, bajo la tutela del profesor en clase.
Este sistema de enseñanza se basa en dos elementos básicos: el aprendizaje independiente de los estudiantes y el seguimento de este aprendizaje por el profesor-tutor.
En ese sentido, se llevarán a cabo a lo largo del curso, varios ejercicios durante las horas de clase para realizar un seguimiento continuo del proceso de aprendizaje de los alumnos en la materia.
Solución de problemas El profesor explicará el método y la forma que se ha de seguir en la resolución de distintos tipos de problemas. Los problemas serán ejercicios de aplicación de las distintas partes que conforman la materia. En cada parte se comenzará con ejercicios simples que se irán haciendo mas complejos con el fin de adaptarlos lo mas posible a casos reales. El alumno dispondrá de una colección de problemas que podrá resolver por si mismo.

Atención personalizada
Metodologías
Prácticas de laboratorio
Trabajos tutelados
Descripción
La atención personalizada en tutorías es importante para el seguimiento del alumnado y la resolución de las dificultades que puedan encontrar en el aprendizaje de los conceptos de las sesión magistrales, en la resolución de los problemas, y de la realización de las memorias y hojas de cálculo de las prácticas de laboratorio.

La prácticas de laboratorio se realizarán en parejas, dentro de grupos reducidos. Esto permite a los docentes prestar una atención personalizada en el laboratorio. En cada momento, cada pareja está realizando una práctica diferente, y las parejas van rotando a lo largo de la sesión.

Al alumnado con reconocimiento de dedicación a tiempo parcial y dispensa académica de exención de asistencia se le podrá adaptar los horarios de tutorías y prácticas de laboratorio para hacerlos compatibles con sus circunstancias laborales y personales.

Evaluación
Metodologías Competéncias Descripción Calificación
Prácticas de laboratorio A8 B2 B7 C4 Las asistencia a las practicas de laboratorio es obligatoria. Deberá realizarse también una memoria de prácticas cuya nota mínima será de 5 sobre 10 para estar aprobada.

Los alumnos que realicen y aprueben las prácticas en un mismo año académico, y en caso de no aprobar la asignatura, no tendrán que repetirlas en los dos cursos siguientes al que hayan realizado las prácticas. En ningún caso se evaluarán memorias de prácticas realizadas en cursos precedentes.
15
Trabajos tutelados A8 B2 C4 Se realizarán algunos ejercicios tutelados evaluados que supondrán un 15% de la nota final. 15
Prueba mixta A8 B2 Se realizará una prueba a mitad del curso y otra al final. Cada una de las dos pruebas tendrá una parte de problemas y otra de teoría que constará no solo de preguntas de conceptos teóricos sino también de ejercicios simples de aplicación de los conceptos teóricos desarrollados en clase. Esta parte tendrá un peso del 50% de la nota de la prueba. La parte de problemas tendrá un peso del 50%.

Si la nota de la primera prueba mixta es superior a 4/10, y siempre que las notas de las partes de teoría y problemas sean superiores a 3/10, podrá liberarse la primera parte de la materia para el examen final y se ponderarán ambas pruebas al 50%. Esta liberación podrá extenderse hasta el examen final de julio del mismo año si el alumno se presenta al examen de junio.

Para aprobar la asignatura es necesario obtener al menos un 5/10 de nota media, un 4/10 en la prueba mixta y al menos un 3/10 en la nota media de la parte de problemas y en la parte de teoría.
70
 
Observaciones evaluación

La segunda prueba mixta se hará coincidir con el examen final en el que los alumnos que no tengan liberada la parte correspondiente a la primera prueba mixta se examinarán de toda la materia.

Aquellas
alumnas y alumnos con dispensa académica deberán realizar las prácticas
de laboratorio y podrán voluntariamente resolver problemas facilitados
por las
y los docentes de la asignatura cuya solución será discutida en
tutorías, y que podrá formar parte de la evaluación final. Las fechas de
la realización de las prácticas y de la entrega de las memorias
correspondientes podrán ser acordadas con los y las docentes
de la asignatura.

Los criterios de evaluación de la segunda oportunidad serán los mismos que los de la primera oportunidad.

Aquellos alumnos que se presenten a la convocatoria adelantada, tiene que cumplir los mismos requisitos exigidos en las convocatorias ordinarias para superar la asignatura: realización obligatoria de las prácticas de laboratorio con una evaluación mínima de 5/10 en la memoria, nota mínima de 3/10 en las partes de teoría y problemas de la prueba mixta, nota mínima de 4/10 en la prueba mixta y nota final igual o superior a 5/10. En esta convocatoria la prueba mixta tendrá un peso del 70% y la nota de las prácticas de laboratorio del 30%.


Fuentes de información
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
Crespo Martínez, Antonio (2006). Mecánica de Fluidos. Editorial Paraninfo
López Peña, Fernando (2000). Mecánica de Fluidos. Universidade da Coruña. Servizo de Publicacións, ed.

Complementária


Recomendaciones
Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente
CÁLCULO/730G03001
FÍSICA I/730G03003
ALGEBRA/730G03006
FÍSICA II/730G03009
ECUACIONES DIFERENCIALES/730G03011
TERMODINÁMICA/730G03014
MECÁNICA/730G03026

Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente

Asignaturas que continúan el temario
MÁQUINAS TERMICAS E HIDRAULICAS/730G03023
HIDRÁULICA Y NEUMÁTICA/730G03039

Otros comentarios

Para ayudar a conseguir un entorno inmediato sostenido y cumplir con el objetivo de la acción número 5: “Docencia e investigación saludable y sustentable ambiental y social” del "Plan de Acción Green Campus Ferrol":

La entrega de los trabajos documentales que se realicen en esta materia:

* Se solicitarán en formato virtual y/o soporte informático

* Se realizará a través de Moodle, en formato digital sin necesidad de imprimirlos;

* En caso de ser necesario realizarlos en papel:

o No se emplearán plásticos

o Se realizarán impresiones a doble cara.

o Se empleará papel reciclado.

o Se evitará la impresión de borradores.



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