Datos Identificativos 2017/18
Asignatura (*) Mecánica de Fluídos Código 770G01016
Titulación
Grao en Enxeñaría Electrónica Industrial e Automática
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Grado 2º cuatrimestre
Segundo Obligatoria 6
Idioma
Castellano
Gallego
Modalidad docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría Naval e Industrial
Coordinador/a
Gosset , Anne Marie Elisabeth
Correo electrónico
anne.gosset@udc.es
Profesorado
Gosset , Anne Marie Elisabeth
Lema Rodríguez, Marcos
Prieto Garcia, Abraham
Correo electrónico
anne.gosset@udc.es
marcos.lema@udc.es
abraham.prieto@udc.es
Web
Descripción general Neste curso o alumno estudará os conceptos fundamentais de cinemática e estática de fluídos, chegará a entender a formulación e o significado das ecuacións de Navier-Stokes en forma integral e aprenderá a aplicar estas ecuacións de conservación a aplicacións prácticas. Mediante o método de análise dimensional, entenderá como simplificar estas ecuacións e deseñar experimentos a escala. Finalmente estudará fluxos de interese tecnolóxico como os fluxos externos en aerodinámica e os fluxos en condutos para o deseño de redes de canalizacións sen e con máquinas hidráulicas.

Competencias del título
Código Competencias del título

Resultados de aprendizaje
Resultados de aprendizaje Competencias del título
Reconoce un fluido como un sistema que cumple las leyes de la física. A13
B4
B6
Saber representar un fluido a partir de la teoría de campos (velocidades, presión). A13
B1
Sabe aplicar las leyes de conservación: masa, cantidad de movimiento y energía a un fluido. A13
B1
B4
B5
C3
Diseñar experimentos de laboratorio y saber trasladar los resultados a la escala real con las correcciones correspondientes. A4
A5
A13
B1
B5
B7
Conocer las características de los principales flujos de interés en ingeniería. A4
A5
A13
B1
B5
B6
C1
C7
Conocer los principios de funcionamiento y la operación de los instrumentos básicos para medir presión, caudal, velocidad y viscosidad. A4
A13
B5
Conocer los principios para el dimensionado y cálculo de instalaciones de bombeo y ventilación y redes de distribución de fluidos. A4
A5
A13
B1
C3
Conocer fundamentos de oleohidráulica y neumática. A13
B1
B4

Contenidos
Tema Subtema
TEMA 1. Introducción a la mecánica de fluidos • La Mecánica de Fluidos, 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
• Fluidos como medios continuos
• Magnitudes fluidas
TEMA 2. Leyes de conservación de la mecánica de fluidos 2.1 Fluidostática
• La presión
• Ecuación general de la fluidostática
• Aplicaciones de la fluidostática: Principio de Pascal, manómetros, barómetros
• Fuerzas hidrostáticas sobre superficies sólidas
• Principio de Arquímedes
• Movimiento de cuerpo rígido

2.2 Conservación de la masa.
• Los modelos fluidos y las leyes de conservación
• Principio de conservación de la masa: Ecuación de continuidad
• Forma integral de la ecuación de continuidad
• Simplificación para el caso con movimiento estacionario

2.3 Conservación de la energía.
• Energía mecánica
• Primera ley de la termodinámica
• Ecuación de la energía en forma integral
• Simplificación para el caso con movimiento estacionario

2.4 Ecuación de conservación de la cantidad de movimiento
• Leyes de Newton
• Fuerzas en el seno de un fluido: Fuerzas másicas y de superficie
• Tensor de esfuerzos
• Conservación de la cantidad de movimiento
• Ecuación en forma integral
• Elección de un volumen de control
TEMA 3. Conceptos básicos de cinemática de fluidos • Sistemas de referencia. Velocidad. Puntos de vista de Lagrange y Euler
• Movimientos estacionarios y uniformes
• Representación y visualización de flujos: sendas, trayectorias, trazas, líneas fluidas y líneas de corriente
• Teorema del transporte de Reynolds
• Vorticidad
TEMA 4. Conceptos de análisis dimensional y su aplicación a la mecánica de fluidos • Principio de homogeneidad dimensional
• Teorema de Buckingham
• Ejemplo de aplicación del teorema
• Números adimensionales en mecánica de fluidos
• Aplicación a la planificación de experimentos con modelos a escala: la semejanza dinámica


TEMA 5. Conceptos de
capa límite y turbulencia
• Regimen laminar/turbulento en flujos
• Concepto de capa límite
• Coeficiente de fricción en turbulento
TEMA 6. Flujos unidireccionales y en conductos 6.1 Fluidos ideales
• Ecuación de Bernouilli
• Condiciones de aplicación
• Magnitudes de remanso. Presión estática, dinámica y total.

6.2 Fluidos reales
• 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
• Instalaciones con máquinas hidráulicas
TEMA 7. Aplicaciones a problemas de interés en ingeniería 7.1 Flujos internos
• Aplicaciones prácticas de la ecuación de Bernouilli:sonda de Pitot, tubo de Venturi, efecto Venturi, drenado de tanques, sifones.

7.2 Flujos externos: Aerodinámica incompresible
• Fuerzas sobre cuerpos en el seno de fluidos
• Fuerza de arrastre: Arrastre de presión y fricción, concepto de cuerpo fuselado.
• Fuerza de sustentación:generación, torbellinos de punta de ala, efecto Magnus.


Planificación
Metodologías / pruebas Competéncias Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Sesión magistral A4 A13 B4 B6 21.5 36 57.5
Prácticas de laboratorio A5 B1 B4 B5 B7 C1 C3 C7 8 16 24
Prueba mixta A4 A13 B1 B5 C1 3 0 3
Trabajos tutelados B1 B4 B5 B7 C1 C7 2 0 2
Solución de problemas B1 B5 B7 C1 20.5 41 61.5
 
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 introdución 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 experimentarán en grupos de trabajo en distintos bancos y equipos del laboratorio. Y a continuación, y a nivel individual, deberán desarrollar un análisis y estudio de los conocimientos y fenómenos estudiados para su posterior evaluación.
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 y resolver problemas.
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
Las prácticas de laboratorio se desarrollan en grupos de trabajo. El objetivo es estimular el trabajo en equipo si bien la presentación y evaluación de resultados es individual.

Los trabajos tutelados durante las horas de clase permiten realizar un seguimiento continuo del proceso de aprendizaje de los alumnos en la materia.

Evaluación
Metodologías Competéncias Descripción Calificación
Prueba mixta A4 A13 B1 B5 C1 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 sólo 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 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 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 materia es necesario obtener por lo menos uno 5/10 en la prueba mixta y por lo menos uno 3/10 en la nota media de la parte de problemas y en la parte de teoría.
70
Prácticas de laboratorio A5 B1 B4 B5 B7 C1 C3 C7 La realización de las prácticas de laboratorio es obligatoria y tendrán lugar en el laboratorio de mecánica de fluidos de la EPS, en el campus de Esteiro. La evaluación de estas pondera un 20% de la nota final, y sólo estarán superadas con una nota mayor o igual que 5.

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.
20
Trabajos tutelados B1 B4 B5 B7 C1 C7 Se realizarán algunos ejercicios tutelados evaluados que supondrán un 10% de la nota final. 10
 
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.


Fuentes de información
Básica R. W. Fox, A. T. McDonald (1995). Introducción a la mecánica de fluidos. McGraw Hill
F. M. White (1979). Mecánica de fluidos. McGraw Hill
A. Crespo (2002). Mecánica de fluidos. Sección de publicaciones ETSII
F. López Peña (2004). Mecánica de fluidos. Servizo de publicacións UDC
V. L. Streeter, E. B. Wylie (1988). Mecánica de los fluidos. McGraw Hill

Complementária


Recomendaciones
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Cálculo/770G01001
Física I/770G01003
Algebra/770G01006
Fisíca II/770G01007
Ecuaciones Diferenciales/770G01011
Termodinámica/770G01012

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