Identifying Data 2020/21
Subject (*) Mecánica de Fluídos Code 770G02016
Study programme
Grao en Enxeñaría Eléctrica
Descriptors Cycle Period Year Type Credits
Graduate 2nd four-month period
Second Obligatory 6
Language
Spanish
Galician
Teaching method Hybrid
Prerequisites
Department Enxeñaría Naval e Industrial
Coordinador
Lema Rodríguez, Marcos
E-mail
marcos.lema@udc.es
Lecturers
Gosset , Anne Marie Elisabeth
Lema Rodríguez, Marcos
Prieto Garcia, Abraham
E-mail
anne.gosset@udc.es
marcos.lema@udc.es
abraham.prieto@udc.es
Web
General description 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.
Contingency plan 1. Modificacións nos contidos
Non se contemplan

2. Metodoloxías
Metodoloxías docentes que se manteñen
Sesión maxistral, solución de problemas, proba mixta e traballos tutelados manteranse de maneira telemática.

Metodoloxías docentes que se modifican
A docencia de teoría (Docencia expositiva) prevista como Non Presencial, poderase pasar a Presencial no caso de que o número de alumnos matriculados na materia permita garantir as medidas recollidas no Plan de Prevención do Centro, ou ben haxa novas medidas sanitarias que o permitan.
Prácticas de laboratorio: no caso de que os alumnos non poidan asistir ao laboratorio, farase un vídeo demostrativo do funcionamento e da obtención de datos das prácticas, proporcionaranse os datos para cada grupo de alumnos a partir de datos de anos anteriores, e con estes deberá elaborarse a memoria de prácticas do mesmo xeito no que se realiza no caso de docencia presencial.

3. Mecanismos de atención personalizada ao alumnado.
As clases e titorías impartiranse a través de Teams nos horarios que se acorden cos alumnos e co resto de materias do curso. O resto de ferramentas manteñen o seu uso (Moodle e correo electrónico).

4. Modificacións na avaliación
Esta realizarase remotamente. Non hai modificacións aos criterios de avaliación.

Observacións de avaliación:
Non hai observacións.

5. Modificacións da bibliografía ou webgrafía.
Non hai modificacións.

Study programme competencies
Code Study programme competences
A13 Coñecer os principios básicos da mecánica de fluídos e a súa aplicación á resolución de problemas no campo da enxeñaría, así como o cálculo de tubaxes, canais e sistemas de fluídos.
B1 Capacidade de resolver problemas con iniciativa, toma de decisións, creatividade e razoamento crítico.
B4 Capacidade de traballar e aprender de forma autónoma e con iniciativa.
B5 Capacidade para empregar as técnicas, habilidades e ferramentas da enxeñaría necesarias para a práctica desta.
B10 CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
B12 CB5 - Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.
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
Deducir os principios fundamentais que rexen o comportamento dos medios fluídos a partir dos principios básicos de conservación e constitución. A13
B4
Resolver problemas de fluidostática. A13
B1
B4
C6
Aplicar métodos e conceptos básicos de cinemática para a descrición de fluxos de fluídos. A13
B1
B4
B5
Aplicar as leis de conservación da masa, cantidade de movemento, e enerxía a un volume fluído. A13
B1
B4
B5
B10
B12
C6
Aplicar os métodos de análises dimensional á obtención leis de semellanza en experimentación. A13
B1
B5
B10
B12
C6
Describir as características dos principais fluxos de interese en enxeñería. A13
B4
B5
B10
B12
C6
Entender os principios de funcionamento e a operación de instrumentos básicos para medir presión, caudal e velocidade. A13
B4
B5
B10
Estimar as perdas de carga en redes de tubaxe e utilizar os datos para deseñar unha instalación. A13
B1
B4
B5
C6
Realizar medidas de fluxos básicos e interpretar os datos obtidos. A13
B1
B4
B5
B10
B12
C6

Contents
Topic Sub-topic
TEMA 1. Introdución á mecánica de fluídos • Definicións e conceptos básicos
• Fluídos como medios continuos
• Outras hipóteses fundamentais
TEMA 2. Fluidostática • A presión
• Ecuación xeral da fluidostática
• Aplicacións da fluidostática: Principio de Pascal, manómetros, barómetros
• Forzas hidrostáticas sobre superficies sólidas
• Principio de Arquímedes
• Movemento de corpo ríxido
TEMA 3. Conceptos básicos de cinemática de fluídos • Sistemas de referencia. Velocidade. Puntos de vista de Lagrange e Euler
• Movementos estacionarios e uniformes
• Representación e visualización de fluxos: sendas, traxectorias, trazas, liñas fluídas e liñas de corrente
• Teorema do transporte de Reynolds
• Vorticidad
TEMA 4. Leis de conservación da mecánica de fluídos 2.1 Conservación da masa.
• Os modelos fluídos e as leis de conservación
• Principio de conservación da masa: Ecuación de continuidade
• Forma integral da ecuación de continuidade
• Simplificación para o caso con movemento estacionario

2.2 Conservación da enerxía.
• Enerxía mecánica
• Primeira lei da termodinámica
• Ecuación da enerxía en forma integral
• Simplificación para o caso con movemento estacionario

2.3 Ecuación de conservación da cantidade de movemento
• Leis de Newton
• Forzas no seo dun fluído: Forzas másicas e de superficie
• Tensor de esforzos
• Conservación da cantidade de movemento
• Ecuación en forma integral
• Elección dun volume de control



TEMA 5. Conceptos de análises dimensional e a súa aplicación á mecánica de fluídos • Principio de homoxeneidade dimensional
• Teorema de Buckingham
• Exemplo de aplicación do teorema
• Números adimensionais en mecánica de fluídos
• Aplicación á planificación de experimentos con modelos a escala: a semellanza dinámica
TEMA 6. Fluídos ideais • Ecuación de Bernouilli e condicións de aplicación
• Magnitudes de remanso
• Presión estática, dinámica, total
TEMA 7. Fluxos unidireccionales e perdas de carga en condutos • Fluxos en condutos
• Perdas de carga regulares: Ecuación de Darcy- Weisbach
• Coeficiente de fricción. Diagrama de Moody
• Perdas de carga locais. Coeficientes K de varias singularidades.
• Redes de tubaxe en serie e paralelo
• Instalacións con máquinas hidráulicas
TEMA 8. Aplicacións a problemas de interese en enxeñaría 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 resistencia: Resistencia de presión y fricción, concepto de cuerpo fuselado.
• Fuerza de sustentación:generación, torbellinos de punta de ala, efecto Magnus.

Planning
Methodologies / tests Competencies Ordinary class hours Student’s personal work hours Total hours
Guest lecture / keynote speech A13 B4 B10 B12 21 31.5 52.5
Laboratory practice B1 B4 B5 B10 9 18.5 27.5
Mixed objective/subjective test A13 B1 B5 C6 4 0 4
Supervised projects A13 B1 B4 B5 B10 0 2 2
Problem solving A13 B1 B4 B5 B12 C6 21 42 63
 
Personalized attention 1 0 1
 
(*)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 presencial na aula que serve para establecer os conceptos fundamentais da materia. Consiste na exposición oral complementada co uso de medios audiovisuais e a introdución dalgunhas preguntas dirixidas aos estudantes, co fin de transmitir coñecementos e facilitar a aprendizaxe.
Laboratory practice Desenvolvemento de prácticas no laboratorio de mecánica de fluídos: Os alumnos experimentarán en grupos de traballo en distintos bancos e equipos do laboratorio. E a continuación, e a nivel individual, deberán desenvolver unha análise e estudo dos coñecementos e fenómenos estudados para a súa posterior avaliación.
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 e resolver problemas.
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 el mesmo.

Personalized attention
Methodologies
Supervised projects
Laboratory practice
Description
As prácticas de laboratorio desenvólvense en grupos de traballo. O obxectivo é estimular o traballo en equipo.

Os traballos tutelados durante as horas de clase permiten realizar un seguimento continuo do proceso de aprendizaxe dos alumnos na materia.

Assessment
Methodologies Competencies Description Qualification
Supervised projects A13 B1 B4 B5 B10 Realizaranse algúns exercicios tutelados avaliados que supoñerán un 15% da nota final. 15
Mixed objective/subjective test A13 B1 B5 C6 Realizarase unha proba a metade do curso e outra ao final. Cada unha das dúas probas terá unha parte de problemas e outra de teoría que constará non só de preguntas de desenvolvemento teórico 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%.

Se a nota da primeira proba é superior a 4/10 e as notas das partes de teoría e problemas son superiores a 3/10 poderase liberar a primeira parte da materia para o exame final e ponderaranse ambas as dúas probas ao 50%. Esta liberación poderase estender ata o exame final de xullo do mesmo ano se o alumno se presenta ao exame de xuño.

Para aprobar a materia é necesario obter polo menos un 4/10 na proba mixta e polo menos un 3/10 na nota media da parte de problemas e na parte de teoría.
70
Laboratory practice B1 B4 B5 B10 As realización das prácticas de laboratorio é obrigatoria e terán lugar no laboratorio de mecánica de fluidos da EPS, no campus de Esteiro. A avaliación destas pondera un 15% da nota final, e só estarán superadas cunha nota maior ou igual que 5.

Os alumnos que realicen e superen as prácticas nun mesmo ano académico, e no caso de non aprobar a asignatura, non terán que repetir as prácticas nos tres cursos seguintes. En ningún caso evaluaranse memorias de prácticas realizadas en cursos precedentes.
15
 
Assessment comments

A segunda proba mixta farase coincidir co exame final no que os alumnos que non teñan liberada a parte correspondente á primeira proba mixta se examinarán de toda a materia.

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.


Sources of information
Basic R. W. Fox, A. T. McDonald (2015). Introduction to Fluid Mechanics, 9th Edition. McGraw Hill
F. López Peña (2004). Mecánica de fluidos. Servizo de publicacións UDC
A. Crespo (2002). Mecánica de fluidos. Sección de publicaciones ETSII
F. M. White (1979). Mecánica de fluidos. McGraw Hill

Complementary


Recommendations
Subjects that it is recommended to have taken before
Calculus/770G01001
Physics I/770G01003
Linear Algebra/770G01006
Physics II/770G01007
Differential Equations/770G01011
Thermodynamics/770G01012

Subjects that are recommended to be taken simultaneously

Subjects that continue the syllabus
Renewable Energies/770G01031

Other comments

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":

A entrega dos traballos documentais que se realicen nesta materia:

* Solicitaranse en formato virtual e/ou soporte informático

* Realizarase a través de Moodle, en formato dixital sen necesidade de imprimilos;

* En caso de ser necesario realizalos en papel:

ou Non se empregarán plásticos

ou Se realizarán impresións a dobre cara.

ou Se empregará papel reciclado.



(*)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.