| Study programme competencies |
| Code | Study programme competences |
| A7 | Knowledge of the basic concepts of the mechanism of fluids and of its application to the careens of ships and artifacts, and to the machines, equipment and naval systems. |
| B5 | That the students developed those skills of learning necessary to start subsequent studies with a high degree of autonomy |
| B6 | Be able to carrying out a critical analysis, evaluation and synthesis of new and complex ideas. |
| C4 | Recognizing critically the knowledge, the technology and the available information to solve the problems that they must face. |
| Learning aims | |||
| Learning outcomes | Study programme competences | ||
| Explicar os principios fundamentais que rexen o comportamento dos medios fluídos a partir dos principios básicos de conservación e constitución. | A7 |
B5 B6 |
C4 |
| Aplicar os métodos e conceptos de cinemática para a descrición de fluxos de fluídos. | A7 |
B5 B6 |
C4 |
| Resolver problemas sinxelos de fluidoestática. | A7 |
B5 B6 |
C4 |
| Deducir as ecuacións da mecánica de fluídos en forma integral e diferencial a partir dos principios constitutivos e as leis de conservación, e coñecer o significado físico dos seus termos. | A7 |
B5 B6 |
C4 |
| Aplicar as ecuacións da Mecánica de Fluídos aos cálculos de balance de masa, forzas, momento cinético e enerxía. | A7 |
B5 B6 |
C4 |
| Aplicar as técnicas de análises dimensional á obtención leis de semellanza en experimentación, e para a simplificación das ecuacións en función das características de cada caso. | A7 |
B5 B6 |
C4 |
| Contents |
| Topic | Sub-topic |
| 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 |
| Planning | ||||
| Methodologies / tests | Competencies | Ordinary class hours | Student’s personal work hours | Total hours |
| Guest lecture / keynote speech | A7 B5 B6 C4 | 30 | 30 | 60 |
| Problem solving | A7 B5 C4 | 20 | 20 | 40 |
| Laboratory practice | A7 B5 C4 | 4 | 4 | 8 |
| Supervised projects | A7 B5 B6 C4 | 0 | 32 | 32 |
| Mixed objective/subjective test | A7 B6 C4 | 6 | 0 | 6 |
| Personalized attention | 4 | 0 | 4 | |
| (*)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 | Exposición oral na sala dos fundamentos teóricos es da materia complementada co uso de medios audiovisuais e a introdución dalgunhos exemplos e preguntas dirixidas aos estudantes. |
| Problem solving | A profesora 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. A alumna, ou alumno, disporá dunha colección de problemas que poderá resolver por se mesma. |
| Laboratory practice | Desenvolvemento de prácticas no laboratorio de mecánica de fluídos. As alumnas e alumnos obterán datos experimentais dos valores de distintas magnitudes fluidodinámicas nos distintos bancos e equipos do laboratorio. Posteriormente, deberán elaborar individualmente unha memoria que incluirá un tratamento dos datos que lles permita ter un coñecemento preciso dos fenómenos estudados. A realización das prácticas de laboratorio e das memorias prácticas é obrigatoria. |
| Supervised projects | A alumna, ou alumno, voluntariamente, poderá resolver problemas facilitados pola profesora cuxa solución será discutida en titorías, e que poderá formar parte da avalidación final. |
| 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. |
| Personalized attention |
|
|
| Assessment | |||
| Methodologies | Competencies | Description | Qualification |
| Laboratory practice | A7 B5 C4 | A realización das prácticas de laboratorio e das memorias individuáis de prácticas é obrigatoria. Cada alumna ou alumno, deberá realizar tamén, obrigatoria e individualmente, unha memoria de cada práctica. A nota conxunta das memorias terá que ser de 5 sobre 10 para que as prácticas estean aprobadas. As memorias serán individuais As memorias incompletas o fora de prazo serán consideradas como prácticas non realizadas. As prácticas conservaranse durante os dous cursos seguintes ao de realización sempre que o alumno teña entregadas as memorias completas nos plazos marcados. |
10 |
| Mixed objective/subjective test | A7 B6 C4 | Realizarase unha proba parcial a metade do curso, e outra proba final, na data oficial da primera oportunidade. Cada unha das probas poderá constar de varias partes que poderán incluir cuestións de teoría, exercicios simples de aplicación dos conceptos teóricos desenvolvidos en clase, e problemas lungos. Se a nota da proba parcial é superior a 4 sobre 10, poderase liberar a primeira parte da materia para o exame final. Neste caso, ponderaranse ambas as probas ao 50%. A liberación da materia extenderase até a proba da segunda oportunidade do mesmo ano. No caso de que a primeira parte da materia estea liberada, para aprobar a materia é necesario obter polo menos un 4 sobre 10 na nota de cada proba, e polo menos un 5 sobre 10 no promedio das notas das probas mixtas. A proba mixta final farase coincidir co exame final, na data oficial da primera oportunidade. Nela, os alumnos que non teñan liberada a parte correspondente ao parcial, examinaranse de toda a materia. Neste caso para aprobar a materia é necesario obter polo menos un 5 sobre 10. |
80 |
| Supervised projects | A7 B5 B6 C4 | A alumna ou o alumno, voluntariamente, poderá resolver problemas facilitados pola profesora cuxa solución será discutida en titorías, e que poderá formar parte da avalidación final. Como se trata de unha actividade voluntaria, no caso de que a alumna, ou alumno, non a realice, a procentaxe desta actividade sumarase a das probas obxetivas. |
10 |
| Assessment comments | |||
|
|||
| Sources of information |
| Basic |
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 |
|
|
|
| Complementary | |
|
|
| Recommendations | |||||||||
| Subjects that it is recommended to have taken before | |||||||
|
| Subjects that are recommended to be taken simultaneously |
| Subjects that continue the syllabus | |||||||||
|
| Other comments | |
|
Para axudar a conseguir unha contorna inmediata sostida e cumprir co obxetivo da acción número 5: “Docencia e investigación saudable e sustentable ambiental e social” del "Plan de Acción Green Campus Ferrol":
|