Identifying Data 2023/24
Subject (*) MECÁNICA DE FLUÍDOS Code 730G04018
Study programme
Grao en Enxeñaría en Tecnoloxías Industriais
Descriptors Cycle Period Year Type Credits
Graduate 2nd four-month period
Second Obligatory 6
Language
Spanish
Teaching method Face-to-face
Prerequisites
Department Enxeñaría Naval e Industrial
Coordinador
Prieto Garcia, Abraham
E-mail
abraham.prieto@udc.es
Lecturers
Gosset , Anne Marie Elisabeth
López Peña, Fernando
Prieto Garcia, Abraham
E-mail
anne.gosset@udc.es
fernando.lopez.pena@udc.es
abraham.prieto@udc.es
Web
General description 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.

Study programme competencies
Code Study programme competences
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 CB2 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.

Learning aims
Learning outcomes Study programme competences
Calcular tuberías, canales y sistemas de fluidos. A8
B2
B7
C4
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

Contents
Topic Sub-topic
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 xeral da fluidostática
• Condicións que han de cumprir as forzas másicas para que o fluído poida estar en repouso.
• 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: sendas, 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

Ecuacións fundamentais

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

Conservación de cantidade de movemento
• Forzas no seo dun fluído
• Ecuación de cantidade de movemento en forma integral
• Elección do volume de control

Conservación da enerxía
• Primeira lei da termodinámica nun volume de control
• A ecuación da enerxía en forma integral
• Balance de enerxía en presenza de máquinas hidráulicas

Análise dimensional
• Obxecto e aplicacións da análise dimensional
• Principio de homoxeneidade dimensional
• Teorema Pi de Buckingham
• Os parámetros adimensionais importantes en mecánica de fluídos: Strouhal, Euler, Mach e cavitación, Reynolds, Froude, Prandtl

Modelos adimensionais
• 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

Planning
Methodologies / tests Competencies Ordinary class hours Student’s personal work hours Total hours
Guest lecture / keynote speech A8 B7 C4 24 40 64
Laboratory practice A8 B2 B7 C4 5 15 20
Mixed objective/subjective test A8 B2 B7 C4 0 4 4
Supervised projects A8 B2 C4 1 4 5
Problem solving A8 B2 B7 C4 20 35 55
 
Personalized attention 2 0 2
 
(*)The information in the planning table is for guidance only and does not take into account the heterogeneity of the students.

Methodologies
Methodologies Description
Guest lecture / keynote speech Actividade non presencial 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.
Laboratory practice 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.
Mixed objective/subjective test 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.
Supervised projects 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.
Problem solving 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.

Personalized attention
Methodologies
Supervised projects
Laboratory practice
Description
A atención personalizada en tutorías é importante para o seguimento do alumnado e a resolución das dificultades que poidan atopar na aprendizaxe dos conceptos da sesión maxistrais, na resolución dos problemas, e da realización das memorias e follas de cálculo das prácticas de laboratorio.

As prácticas de laboratorio realizaranse en parellas, dentro de grupos reducidos. Isto permite aos docentes prestar unha atención personalizada no laboratorio. En cada momento, cada parella está a realizar unha práctica diferente, e as parellas van rotando ao longo da sesión.

Ao alumnado con recoñecemento de dedicación a tempo parcial e dispensa académica de exención de asistencia poderáselle adaptar os horarios de tutorías e prácticas de laboratorio para facelos compatibles coas súas circunstancias laborais e persoais.

Assessment
Methodologies Competencies Description Qualification
Mixed objective/subjective test A8 B2 B7 C4 A materia dividirase en dous bloques que terán o mesmo peso na nota final. Para a convocatoria de primeira oportunidade realizaranse dúas probas mixtas en formato de avaliación continua: unha a metade do curso que avaliará o primeiro bloque da materia e outra na convocatoria oficial de primeira oportunidade que avaliará o segundo bloque da materia. 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%.

Só se poderá superar a materia en primeira oportunidade realizando as dúas primeiras probas mixtas. Non se repetirá a avaliación do primeiro bloque na convocatoria oficial de primeira oportunidade.

O exame de segunda oportunidade si avaliará ambos os bloques da materia e poderase asistir cun dos dous bloques liberado se para a proba de segunda oportunidade a nota media nese bloque é de polo menos 4/10.

Para aprobar a materia é necesario obter polo menos un 5/10 de nota media, un mínimo de 4/10 de media na proba mixta, un mínimo de 3/10 na nota media da parte de problemas, un mínimo de 3/10 de media na parte de teoría e as prácticas aprobadas.
70
Supervised projects A8 B2 C4 Realizaranse algúns exercicios tutelados avaliados que supoñerán un 15% da nota final. 15
Laboratory practice A8 B2 B7 C4 A asistencia ás prácticas de laboratorio é obrigatoria, así como a entrega e aprobado dunha memoria de prácticas. A nota mínima será de 4 sobre 10 para considerarse aprobada.

Os alumnos que realicen e aproben as prácticas nun mesmo ano académico, e en caso de non aprobar a materia, non terán que repetilas nos tres cursos seguintes ao que realizasen as prácticas. En ningún caso se avaliarán memorias de prácticas realizadas en cursos precedentes.
15
 
Assessment comments

Aquelas alumnas e alumnos con dispensa académica deberán realizar as prácticas de laboratorio e poderán voluntariamente resolver problemas facilitados polas e os docentes da materia cuxa solución será discutida en tutorías, e que poderá formar parte da avaliación final. As datas da realización das prácticas e da entrega das memorias correspondentes poderán ser acordadas cos e as docentes da materia.

Os criterios de avaliación da segunda oportunidade serán os mesmos que os da primeira oportunidade.

Aqueles alumnos que se presenten á convocatoria adiantada, ten que cumprir os mesmos requisitos esixidos nas convocatorias ordinarias para superar a materia: realización obrigatoria das prácticas de laboratorio cunha avaliación mínima de 4/10 na memoria, nota mínima de 3/10 nas partes de teoría e problemas da proba mixta, nota mínima de 4/10 na proba mixta e nota final igual ou superior a 5/10. Nesta convocatoria a proba mixta terá un peso do 70% e a nota das prácticas de laboratorio do 30%.


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

Complementary


Recommendations
Subjects that it is recommended to have taken before
Calculus /730G03001
Physics I /730G03003
Linear Algebra/730G03006
Physics II/730G03009
Diferential Equations/730G03011
Thermodynamics /730G03014
Mechanics/730G03026

Subjects that are recommended to be taken simultaneously

Subjects that continue the syllabus
Hydraulic and Neumatic Control Systems/730G03039
Fluid and Thermal Machines/730G03023

Other comments
<p>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":</p><p>A entrega dos traballos documentais que se realicen nesta materia:</p><p>* Solicitaranse en formato virtual e/ou soporte informático</p><p>* Realizarase a través de Moodle, en formato dixital sen necesidade de imprimilos;</p><p>* En caso de ser necesario realizalos en papel:</p><p>- Non se empregarán plásticos</p><p>- Realizaranse impresións a dobre cara.</p><p>- Empregaráse papel reciclado. </p>


(*)The teaching guide is the document in which the URV publishes the information about all its courses. It is a public document and cannot be modified. Only in exceptional cases can it be revised by the competent agent or duly revised so that it is in line with current legislation.