Datos Identificativos 2020/21
Asignatura (*) Mecánica de Fluídos Código 770G02016
Titulación
Grao en Enxeñaría Eléctrica
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Grao 2º cuadrimestre
Segundo Obrigatoria 6
Idioma
Castelán
Galego
Modalidade docente Híbrida
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría Naval e Industrial
Coordinación
Lema Rodríguez, Marcos
Correo electrónico
marcos.lema@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
Descrición xeral 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.
Plan de continxencia 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.

Competencias do título
Código Competencias do título
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.

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do título
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

Contidos
Temas Subtemas
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.

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral A13 B4 B10 B12 21 31.5 52.5
Prácticas de laboratorio B1 B4 B5 B10 9 18.5 27.5
Proba mixta A13 B1 B5 C6 4 0 4
Traballos tutelados A13 B1 B4 B5 B10 0 2 2
Solución de problemas A13 B1 B4 B5 B12 C6 21 42 63
 
Atención personalizada 1 0 1
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral 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.
Prácticas de laboratorio 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.
Proba mixta 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.
Traballos tutelados 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.
Solución de problemas 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.

Atención personalizada
Metodoloxías
Traballos tutelados
Prácticas de laboratorio
Descrición
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.

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Traballos tutelados A13 B1 B4 B5 B10 Realizaranse algúns exercicios tutelados avaliados que supoñerán un 15% da nota final. 15
Proba mixta 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
Prácticas de laboratorio 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
 
Observacións avaliación

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.


Fontes de información
Bibliografía básica 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

Bibliografía complementaria


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Cálculo/770G01001
Física I/770G01003
Alxebra/770G01006
Fisíca II/770G01007
Ecuacións Diferenciais/770G01011
Termodinámica/770G01012

Materias que se recomenda cursar simultaneamente

Materias que continúan o temario
Enerxías Renovables/770G01031

Observacións

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.



(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías