| Competencias del título |
| Código | Competencias del título |
| A7 | Conocimiento de los conceptos fundamentales de la mecánica de fluidos y de su aplicación a las carenas de buques y artefactos, y a las máquinas, equipos y sistemas navales. |
| B2 | 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 |
| B5 | Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía |
| C4 | 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. | A7 |
B2 B5 |
|
| Aplicar los métodos y conceptos de cinemática para la descripción de flujos de fluidos. | A7 |
B2 B5 |
|
| 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. | A7 |
B2 B5 |
|
| Aplicar las ecuaciones de la mecánica de fluidos al cálculo de balances de masa, fuerzas, momento cinético y balances de energía. | A7 |
B2 B5 |
C4 |
| Aplicar las técnicas de análisis dimensional a la obtención de los parámetros mínimos en un determinado problema, a la deducción de leyes de escala y semejanza, y para la distinción de los principales flujos en ingeniería y la correspondiente simplificación de las ecuaciones. | A7 |
B2 B5 |
C4 |
| Aplicar los métodos de análisis de los principales flujos de interés en ingeniería. | A7 |
B2 B5 |
C4 |
| Explicar los conceptos y fundamentos utilizados en el análisis de flujos turbulentos. | A7 |
B2 B5 |
|
| Calcular pérdidas de carga en redes de tuberías acopladas a máquinas hidráulicas. | A7 |
B2 B5 |
C4 |
| Describir los métodos e instrumentos básicos utilizados en la medida y caracterización de flujos. | A7 |
B2 B5 |
C4 |
| Realizar medidas de flujos básicos e interpretar los datos obtenidos. | A7 |
B2 B5 |
C4 |
| Contenidos |
| Tema | Subtema |
| TEMA 1. Introducción y conceptos básicos | La Mecánica de Fluidos • La Mecánica de Fluidos, objeto y aplicaciones • La Mecánica de Fluidos y sus relaciones con otras ciencias • Planteamiento y organización del curso Definiciones e hipótesis básicas • Sólidos, líquidos y gases • Los fluidos como medios continuos • Magnitudes fluidas. Densidad, velocidad y energía interna en un punto • Hipótesis del equilibrio termodinámico local • Partícula fluida • Tipos particulares de flujos Fuerzas en el seno del fluido considerado como continuo • Fuerzas en el seno de un fluido • Fuerzas de volumen y fuerzas másicas • Fuerzas de superficie. Tensor de esfuerzos. Presión • Ecuación de la cantidad de movimiento |
| TEMA 2. Fluidostática y tensión superficial | Fluidoestática • Ecuación general de la fluidostática • Equilibrio bajo la acción de fuerzas másicas que derivan de un potencial • Estabilidad • Fuerzas másicas habituales, sus potenciales y sus superficies equipotenciales • Principio de Arquímedes generalizado • Atmósfera estándar • Unidades de presión • Principio de Pascal Hidroestática • Hidroestática • Superficies planas. Prisma de presiones • Componente vertical de la fuerza de presión • Componente horizontal de la fuerza de presión • Estabilidad de cuerpos sumergidos y flotantes • Efectos de subpresión • Aplicaciones a la medida de presión Tensión superficial • Tensión superficial • Equilibrio en la entrefase. Ecuación de Laplace • Línea y ángulo de contacto • Formas de la entrefase entre fluidos en reposo. Longitud capilar |
| TEMA 3. Cinemática | Conceptos de cinemática de fluidos • Sistemas de referencia de Lagrange y Euler • Tipos particulares de movimientos fluidos • Líneas, superficies y volúmenes fluidos • Trayectoria, traza y senda • Líneas de corriente y superficies de corriente • Punto de remanso Variación de magnitudes fluidas • Derivada sustancial • Aceleración Movimiento en el entorno de un punto • Velocidades en el entorno de un punto • Tensor velocidades de deformación • Velocidad de rotación • Vorticidad y circulación. • Movimientos irrotacionales. Función potencial • Teorema de Bjerknes-Kelvin |
| TEMA 4. Dinámica y ecuaciones generales | Fenómenos de transporte • Fenómenos difusivos de transporte y las leyes fenomenológicas • Transmisión de calor por conducción • Difusión de masa • Transporte molecular de cantidad de movimiento Volúmenes fluidos y de control • Los modelos fluidos y las leyes de conservación • Volumen de control • Teorema del transporte de Reynolds Ecuación de conservación de la masa • Forma integral • Forma diferencial • Función de corriente Ecuación de conservación de cantidad de movimiento • Ecuación de cantidad de movimiento en forma integral • Ecuación del momento cinético • Ecuación de cantidad de movimiento en forma diferencial. Ecuación de Navier-Stokes • Simplificación al caso de viscosidad constante y viscosidad volumétrica despreciable • Simplificación para flujo incompresible • Ecuación de la energía mecánica Ecuación de conservación de la energía • Ecuación de la energía en forma integral • Caso de que las fuerzas másicas deriven de un potencial escalar • Ecuación de conservación de la energía en forma diferencial • Ecuación de conservación de la energía interna en forma diferencial • Ecuación la entropía • Irreversibilidad debido a un gradiente de temperatura • Ecuación de la energía interna para un fluido de densidad constante • Ecuación de la energía para una máquina de fluido • Ecuación de la energía interna para máquinas hidráulicas • Ecuación de la energía para una máquina hidráulica • Calentamiento debido a la fricción • Alturas y rendimientos en máquinas hidráulicas Resumen y discusión del sistema completo de ecuaciones de Navier-Stokes • El sistema completo de ecuaciones de Navier-Stokes • Fluidos de densidad constante • Condiciones iniciales y de contorno • Existencia y unicidad de la solución. Movimiento turbulento |
| TEMA 5. Análisis dimensional y semejanza | Análisis dimensional y semejanza • Objeto y aplicaciones del análisis dimensional • El teorema PI de Buckingham • Aplicación del teorema PI al estudio del movimiento alrededor de un cuerpo • Adimensionalización de las ecuaciones. Números adimensionales • Semejanza. Semejanza parcial |
| TEMA 6. Movimiento laminar | Movimientos laminares unidireccionales de líquidos • Introducción • Simplificación de las ecuaciones del movimiento • Condiciones iniciales y de contorno • Ecuación de la energía • Movimientos laminares estacionarios planos y unidireccionales • Movimiento laminar estacionario en conductos de sección circular • Estabilidad de la corriente laminar • Efecto de la longitud finita del tubo • Estacionariedad del movimiento • Movimiento en conductos de sección lentamente variable y curvatura pequeña • Estimación de pérdidas locales |
| TEMA 7. Fluidos ideales | Fluidos ideales • Condiciones de flujo ideal • Ecuaciones de Euler • Condiciones iniciales y de contorno de las ecuaciones de Euler • Continuidad, unicidad y existencia de la solución de las ecuaciones de Euler • Discontinuidades y capas límites en fluidos ideales • Movimiento Isentrópico y homeotrópico • Ecuación de Euler-Bernoulli • Ecuación de Euler-Bernoulli para movimiento isentrópico de gases • Condiciones de remanso • Ecuación de Bernoulli • Tubo de Pitot • Otras aplicaciones |
| TEMA 8. Capa límite | Capa límite • Concepto de capa límite • Ecuaciones de la capa límite bidimensional incompresible • Espesores de capa límite • Fuerza de fricción • Capa límite térmica laminar • Solución de Blasius para la capa límite laminar sin gradiente de presión • Capa límite turbulenta • El efecto del gradiente de presión. Desprendimiento de la capa límite |
| Tema 9. Turbulencia | Introducción a la turbulencia • Origen y características del movimiento turbulento • Escalas de la turbulencia y cascada de energía • Valores medios • Las ecuaciones de Reynolds • Esfuerzos de Reynolds • El problema del cierre Pérdidas de carga en conductos • Movimiento en conductos de sección circular • Pérdidas de carga en conductos de sección circular • Diagrama de Moody • Conductos de sección no circular. Diámetro hidráulico • Pérdidas de carga locales • Sistemas de tuberías • Tubería acoplada a una bomba |
| Prácticas de Laboratorio | Práctica 1. Determinación de la velocidad de descarga de un depósito Práctica 2. Calibración de un Venturi Práctica 3. Distribución de presiones alrededor de un cilindro Práctica 4.1. Pérdidas de carga en tubo recto Práctica 4.2. Pérdidas de carga en tubo con accesorios Práctica 5. Capa límite en una placa plana |
| Planificación | ||||
| Metodologías / pruebas | Competéncias | Horas presenciales | Horas no presenciales / trabajo autónomo | Horas totales |
| Sesión magistral | A7 B2 B5 C4 | 25 | 45 | 70 |
| Solución de problemas | A7 B2 B5 C4 | 18 | 30 | 48 |
| Prácticas de laboratorio | A7 B2 B5 C4 | 8 | 16 | 24 |
| Prueba objetiva | A7 B2 B5 C4 | 6 | 0 | 6 |
| 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 presencial en el aula 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 algunos ejemplos y preguntas dirigidas a los estudiantes, con el fin de transmitir conocimientos y facilitar el aprendizaje. |
| 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. |
| 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 objetiva | 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. |
| Atención personalizada |
|
|
| Evaluación | |||
| Metodologías | Competéncias | Descripción | Calificación |
| Prácticas de laboratorio | A7 B2 B5 C4 | La asistencia a las prácticas de laboratorio es obligatoria. Deberá realizarse, también obligatoriamente, una memoria de prácticas cuya nota mínima tendrá que ser de 5 sobre 10 para estar aprobada. La asistencia al laboratorio y las memorias se mantendrán para años sucesivos |
15 |
| Prueba objetiva | A7 B2 B5 C4 | 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 desarrollo teórico, 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 en la primera prueba, la nota de la primera prueba es superior a 4/10 y las notas de las partes de teoría y problemas son superiores a 3/10 se podrá liberar la primera parte de la asignatura para el examen final y se ponderarán ambas pruebas al 50%. Esta liberación extenderá hasta el examen extraordinario de julio del mismo año. Para aprobar la asignatura es necesario obtener al menos un 5/10 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. |
85 |
| Observaciones evaluación | |||
|
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. |
|||
| Fuentes de información |
| Básica |
Robert W. Fox, Alan T. McDonald (1989). Introducción a la mecánica de fluidos. McGraw-Hill
Victor L. Streeter, E. Benjamin Wylie, Keith W. Bedford (1999). Mecánica de fluidos. McGraw-Hill
Crespo Martínez, Antonio (2006). Mecánica de fluidos. Thomson
López Peña, Fernando (). Mecánica de fluidos. Universidade da Coruña. Servizo de Publicacións, ed.
White, Frank (2008). Mecánica de fluidos. McGraw-Hill Interamericana de España |
|
|
|
| Complementária | |
|
|
| Recomendaciones | |||||||||
| Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente | |||||||
|
| Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente |
| Asignaturas que continúan el temario | |||||||||
|
| Otros comentarios | |