Datos Identificativos 2023/24
Asignatura (*) Mecánica de Fluídos Código 770G02016
Titulación
Grao en Enxeñaría Eléctrica
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Grado 2º cuatrimestre
Segundo Obligatoria 6
Idioma
Castellano
Gallego
Modalidad docente Híbrida
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría Naval e Industrial
Coordinador/a
Prieto Garcia, Abraham
Correo electrónico
abraham.prieto@udc.es
Profesorado
Gosset , Anne Marie Elisabeth
López Peña, Fernando
Prieto Garcia, Abraham
Correo electrónico
anne.gosset@udc.es
fernando.lopez.pena@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
A13 Conocer los principios básicos de la mecánica de fluidos y su aplicación a la resolución de problemas en el campo de la ingeniería, así como el cálculo de tuberías, canales y sistemas de fluidos.
B1 Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad y razonamiento crítico.
B4 Capacidad de trabajar y aprender de forma autónoma y con iniciativa.
B5 Capacidad para usar las técnicas, habilidades y herramientas de la Ingeniería necesarias para la práctica de la misma.
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 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
Deducir los principios fundamentales que rigen el comportamiento de los medios fluidos a partir de los principios básicos de conservación y constitución. A13
B4
Resolver problemas de fluidostática. A13
B1
B4
C6
Aplicar métodos y conceptos básicos de cinemática para la descripción de flujos de fluidos. A13
B1
B4
B5
Aplicar las leyes de conservación de la masa, cantidad de movimiento, y energía a un volumen fluido. A13
B1
B4
B5
B10
B12
C6
Aplicar los métodos de análisis dimensional a la obtención leyes de semejanza en experimentación. A13
B1
B5
B10
B12
C6
Describir las características de los principales flujos de interés en ingeniería. A13
B4
B5
B10
B12
C6
Entender los principios de funcionamiento y la operación de instrumentos básicos para medir presión, caudal y velocidad. A13
B4
B5
B10
Estimar las pérdidas de carga en redes de tubería y utilizar los datos para diseñar una instalación. A13
B1
B4
B5
C6
Realizar medidas de flujos básicos e interpretar los datos obtenidos. A13
B1
B4
B5
B10
B12
C6

Contenidos
Tema Subtema
TEMA 1. Introducción y conceptos básicos • Definiciones y conceptos básicos
• Fluidos como medios continuos
• Otras hipótesis fundamentales
TEMA 2. 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
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. Leyes de conservación de la mecánica de fluidos 2.1 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

2.2 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

2.3 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 5. 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 6. Fluidos ideales • Ecuación de Bernouilli y condiciones de aplicación
• Magnitudes de remanso
• Presión estática, dinámica, total
TEMA 7. Flujos unidireccionales y pérdidas de carga en conductos • Flujos en conductos
• Pérdidas de carga regulares: Ecuación de Darcy-Weisbach
• 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 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
Metodologías / pruebas Competéncias Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Sesión magistral A13 B4 B10 B12 21 31.5 52.5
Prácticas de laboratorio B1 B4 B5 B10 9 18.5 27.5
Prueba mixta A13 B1 B5 C6 4 0 4
Trabajos 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
 
(*)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
Trabajos tutelados
Prácticas de laboratorio
Descripción
La atención personalizada en tutorías es importante para el seguimiento del alumnado y la resolución de las dificultades que puedan encontrar en el aprendizaje de los conceptos de las sesión magistrales, en la resolución de los problemas, y de la realización de las memorias y hojas de cálculo de las prácticas de laboratorio.

La prácticas de laboratorio se realizarán en parejas, dentro de grupos reducidos. Esto permite a los docentes prestar una atención personalizada en el laboratorio. En cada momento, cada pareja está realizando una práctica diferente, y las parejas van rotando a lo largo de la sesión.

Al alumnado con reconocimiento de dedicación a tiempo parcial y dispensa académica de exención de asistencia se le podrá adaptar los horarios de tutorías y prácticas de laboratorio para hacerlos compatibles con sus circunstancias laborales y personales.

Evaluación
Metodologías Competéncias Descripción Calificación
Trabajos tutelados A13 B1 B4 B5 B10 Se realizarán algunos ejercicios tutelados evaluados que supondrán un 15% de la nota final. 15
Prueba mixta A13 B1 B5 C6 La asignatura se dividirá en dos bloques que tendrán el mismo peso en la nota final. Para la convocatoria de primera oportunidad se realizarán dos pruebas mixtas en formato de evaluación continua: una a mitad del curso que evaluará el primer bloque de la asignatura y otra en la convocatoria oficial de segunda oportunidad que evaluará el segundo bloque de la asignatura. Cada una de las dos pruebas tendrá una parte de problemas y otra de teoría que constará no solo de preguntas de conceptos teóricos 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%.

Sólo se podrá superar la asignatura en primera oportunidad realizando las dos primeras pruebas mixtas. No se repetirá la evaluación del primer bloque en la convocatoria oficial de primera oportunidad.

El examen de segunda oportunidad sí evaluará ambos bloques de la asignatura y se podrá asistir con uno de los dos bloques liberado si para la prueba de segunda oportunidad la nota media en ese bloque es de al menos 4/10.

Para aprobar la asignatura es necesario obtener al menos un 5/10 de nota media, un mínimo de 4/10 de media en la prueba mixta, un mínimo de 3/10 en la nota media de la parte de problemas, un mínimo de 3/10 de media en la parte de teoría y las prácticas aprobadas.
70
Prácticas de laboratorio B1 B4 B5 B10 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 15% 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 tres cursos siguientes al que hayan realizado las prácticas. En ningún caso se evaluarán memorias de prácticas realizadas en cursos precedentes.
15
 
Observaciones evaluación

Aquellas alumnas y alumnos con dispensa académica deberán realizar las prácticas de laboratorio y podrán voluntariamente resolver problemas facilitados por las y los docentes de la materia cuya solución será discutida en tutorías, y que podrá formar parte de la evaluación final. Las fechas de la realización de las prácticas y de la entrega de las memorias correspondientes podrán ser acordadas con los y las docentes de la materia.

Los criterios de evaluación de la segunda oportunidad serán los mismos que los de la primera oportunidad.

Aquellos alumnos que se presenten a la convocatoria adelantada, tiene que cumplir los mismos requisitos exigidos en las convocatorias comunes para superar la materia: realización obligatoria de las prácticas de laboratorio con una evaluación mínima de 4/10 en la memoria, nota mínima de 3/10 en las partes de teoría y problemas de la prueba mixta, nota mínima de 4/10 en la prueba mixta y nota final igual o superior a 5/10. En esta convocatoria a prueba mixta tendrá un peso del 70% y la nota de las prácticas de laboratorio del 30%.


Fuentes de información
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

Complementária


Recomendaciones
Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente
Cálculo/770G01001
Física I/770G01003
Algebra/770G01006
Fisíca II/770G01007
Ecuaciones Diferenciales/770G01011
Termodinámica/770G01012

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Energías Renovables/770G01031

Otros comentarios

Para ayudar a conseguir un entorno inmediato sostenido y cumplir con el objetivo de la acción número 5: “Docencia e investigación saludable y sustentable ambiental y social” del "Plan de Acción Green Campus Ferrol":

La entrega de los trabajos documentales que se realicen en esta materia:

* Se solicitarán en formato virtual y/o soporte informático

* Se realizará a través de Moodle, en formato digital sin necesidad de imprimirlos;

* En caso de ser necesario realizarlos en papel:

o No se emplearán plásticos

o Se realizarán impresiones a doble cara.

o Se empleará papel reciclado.

o Se evitará la impresión de borradores.



(*) La Guía Docente es el documento donde se visualiza la propuesta académica de la UDC. Este documento es público y no se puede modificar, salvo cosas excepcionales bajo la revisión del órgano competente de acuerdo a la normativa vigente que establece el proceso de elaboración de guías