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Guía DocenteCurso Escola Politécnica Superior |
| Grao en Enxeñaría en Propulsión e Servizos do Buque |
 Asignaturas |
| MECÁNICA DE FLUÍDOS |
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| Datos Identificativos | 2015/16 | |||||||||||||
| Asignatura | MECÁNICA DE FLUÍDOS | Código | 730G02119 | |||||||||||
| Titulación |
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| Descriptores | Ciclo | Período | Curso | Tipo | Créditos | |||||||||
| Grao | 2º cuadrimestre |
Segundo | Obrigatoria | 6 | ||||||||||
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| Temas | Subtemas |
| TEMA 1. Introducción y conceptos básicos | La Mecánica de Fluidos • La Mecánica de Fluidos, objeto y aplicaciones • Definición y división de la Mecánica de Fluidos. • Relaciones con otras ciencias Definiciones e hipótesis básicas • Sólidos, líquidos y gases • Hipótesis de medio continuo aplicada a sólidos y a fluidos. • Magnitudes fluidas intensivas y extensivas • Densidad y velocidad • Partícula fluida. Fuerzas en el seno del fluido considerado como continuo • Fuerzas de volumen y fuerzas másicas. Origen y tratamiento. Fuerzas de superficie. • Tensor de esfuerzos • Aplicación de la segunda ley de Newton a una partícula fluida. |
| TEMA 2. Fluidostática | Fluidostática I • Ecuación general de la fluidostática • Condiciones que han de cumplir las fuerzas másicas para que el fluido pueda estar en reposo. • Demostración del principio de Arquímedes Fluidostática II • La ecuación de la fluidostática en el caso de que las fuerzas másicas deriven de un potencial • Hidrostática • Atmósfera estándard Tensión superficial • Efectos de la tensión superficial • Ecuación de Laplace de las entrefases • Forma de la superficie de separación • Línea y ánguio de contacto. |
| TEMA 3. Cinemática | Conceptos de cinemática de fluidos • Sistemas de referencia. Velocidad. Puntos de vista de Lagrange y Euler • Movimientos estacionarios y uniformes • Sendas y trayectorias • Trazas, líneas fluidas y líneas de corriente • Líneas, superficies y volúmenes fluidos • Movimiento estacionario Variación de magnitudes fluidas • Variación temporal de magnitudes fluidas • Gradiente de magnitudes fluidas • Definición y concepto de derivada sustancial • Aceleración Volúmenes fluidos y de control • Derivación de integrales extendidas a volúmenes fluidos • Correspondencia de integrales extendidas a volúmenes de control • Teorema del transporte de Reynolds • Flujo convectivo de una magnitud fluida Movimiento en el entorno de un punto • Velocidades en el entorno de un punto • Tensor gradiente de velocidad • Descomposición e interpretación física del tensor • Tensor de velocidades de deformación. Cuádrica asociada • Dilataciones lineal, angular y cúbica unitaria |
| TEMA 4. Dinámica y ecuaciones generales | Conservación de la masa. • Los modelos fluidos y las leyes de conservación • Principio de conservación de la masa: Ecuación de continuidad • Formas integral y diferencial de la ecuación • Simplificación para el caso con movimiento estacionario • Simplificación para el caso de flujo incompresible Conservación de cantidad de movimiento. • Ecuación de cantidad de movimiento en forma integral • Ecuación de cantidad de movimiento en forma diferencial • Ecuaciones de Navier-Stokes • Casos con viscosidad constante y viscosidad volumétrica despreciable • Simplificación para el caso de flujo incompresible • Ecuación de la energía mecánica Conservación de la energía. • Equilibrio termodinámico local • La ecuación de la energía en forma integral • La ecuación de la energía en forma diferencial • Ecuación de la energía interna • Ecuación de la entropía El sistema completo de ecuaciones de Navier-Stokes • Condiciones iniciales y de contorno • Existencia y unicidad de la solución Análisis de casos de movimiento unidireccional de fluidos incompresibles que admiten solución exacta • Corriente de Couette • Corriente de Hagen-Poiseuille bidimensional • Corriente de Stokes |
| TEMA 5. Análisis dimensional | Análisis dimensional • Objeto y aplicaciones del análisis dimensional • Principio de homogeneidad dimensional o principio de Thompson • Teorema Pi de Buckingham Adimensionalización de las ecuaciones generales • El proceso de adimensionalizar • Los parámetros adimensionales i. Número de Strouhal ii. Números de Euler, Mach y Cavitación iii. Número de Reynolds iv. Número de Froude v. Número de Prandtl Modelos adimensionales • Semejanza física y modelado en Mecánica de Fluidos • Semejanza establecida desde las ecuaciones generales • Condiciones para la semejanza • Semejanza física parcial |
| TEMA 6. Fluidos ideales: Ecuaciones de Euler y Bernouilli | Ecuaciones de Euler. Hipótesis y obtención • Condiciones de flujo ideal • Obtención de las ecuaciones de Euler a partir de las de Navier-Stokes • Movimientos isentrópicos y homentrópicos • El sistema completo de ecuaciones de Euler • Condiciones iniciales y de contorno Ecuaciones de Euler II • Ecuaciones de Euler-Bemouilli y de Bernouilli • Ecuaciones del movimiento casiestacionario de fluidos ideales • Definición de magnitudes de remanso Flujo compresible • Movimiento compresible de gases ideales • La velocidad del sonido • El cono de Mach |
| TEMA 7. Capas límites | Definiciones y planteamiento del problema • Concepto de capa límite • Ecuaciones de la capa límite bidimensional incompresible • Condiciones de contorno de la capa límite. Naturaleza de las ecuaciones. • Espesores de capa límite Soluciones para casos simples • Solución de Blasius para la capa limite laminar de placa plana sin gradiente de presión • Solución de Falker-Skan: Efecto de los gradientes de presión • Desprendimiento de la capa límite, concepto y estructura |
| TEMA 8. Flujos externos: Aerodinámica incompresible | Fuerzas sobre cuerpos en el seno de fluidos • Arrastre y sustentación • Conceptos de aerodinámica |
| TEMA 9. Flujos internos: Fricción y pérdidas de carga | • Movimiento turbulento en conductos • Pérdidas de carga: Ecuación de Bernouilli generalizada • Coeficiente de fricción. Diagrama de Moody • Pérdidas de carga locales • Redes de tubería en serie y paralelo • Instalaciones con máquinas hidráulicas |
| Prácticas de Laboratorio | Práctica 1. Calibración de un Venturi Práctica 2. Distribución de presiones alrededor de un cilindro Práctica 3.1. Pérdidas de carga en tubo recto Práctica 3.2. Pérdidas de carga en tubo con accesorios Práctica 4. Capa límite en una placa plana |
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