| Grao en Enxeñaría Naval e Oceánica |
 Asignaturas |
| Mecánica de fluidos |
| Contenidos |
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| Datos Identificativos | 2018/19 | |||||||||||||
| Asignatura | Mecánica de fluidos | Código | 730G05019 | |||||||||||
| Titulación |
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| Descriptores | Ciclo | Periodo | Curso | Tipo | Créditos | |||||||||
| Grado | 2º cuatrimestre |
Segundo | Obligatoria | 6 | ||||||||||
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| Tema | Subtema |
| TEMA 1. Introducción y conceptos básicos (En memoria de verificación corresponde con: Introducción a la mecánica de fluidos) |
La Mecánica de Fluidos • La Mecánica de Fluidos, objeto y aplicaciones • La Mecánica de Fluidos y sus relaciones con otras ciencias • Guía docente. Planteamiento y organización del curso Definiciones e hipótesis básicas • Sólidos, líquidos y gases • Hipótesis del medio continuo • Magnitudes fluidas. Densidad, velocidad y energía interna en un punto • Hipótesis del equilibrio termodinámico local. Variables termodinámicas • Partícula fluida • Tipos particulares de flujos Fuerzas en el seno del fluido considerado como continuo • Fuerzas en el seno de un fluido • Fuerzas de volumen y fuerzas másicas • Fuerzas de superficie. Tensor de esfuerzos. Presión • Una primera expresión de la ecuación de la cantidad de movimiento |
| TEMA 2. Fluidostática y tensión superficial (En memoria de verificación corresponde con: Introducción a la mecánica de fluidos y con Leyes de conservación de la mecánica de fluidos) |
Fluidoestática • Ecuación general de la fluidostática • Equilibrio bajo la acción de fuerzas másicas que derivan de un potencial • Estabilidad • Fuerzas másicas habituales, sus potenciales y sus superficies equipotenciales • Principio de Arquímedes generalizado • Tensión superficial y sus efectos • Atmósfera estándar • Unidades de presión • Principio de Pascal Hidroestática • Hidroestática • Superficies planas. Prisma de presiones • Componente vertical de la fuerza de presión • Componente horizontal de la fuerza de presión • Estabilidad de cuerpos sumergidos y flotantes • Efectos de subpresión • Aplicaciones a la medida de presión |
| TEMA 3. Cinemática (En memoria de verificación corresponde con: Conceptos básicos de cinemática de fluidos.) |
Conceptos de cinemática de fluidos • Sistemas de referencia de Lagrange y Euler • Tipos particulares de movimientos fluidos • Líneas, superficies y volúmenes fluidos • Trayectoria, traza y senda • Líneas de corriente y superficies de corriente • Punto de remanso Variación de magnitudes fluidas • Derivada sustancial • Aceleración Movimiento en el entorno de un punto • Velocidades en el entorno de un punto • Tensor velocidades de deformación • Velocidad de rotación • Vorticidad y circulación. • Movimientos irrotacionales. Función potencial |
| TEMA 4. Dinámica y ecuaciones generales (En memoria de verificación corresponde con: Leyes de conservación de la mecánica de fluidos) |
Fenómenos de transporte • Fenómenos difusivos de transporte y las leyes fenomenológicas • Transmisión de calor por conducción • Difusión de masa • Transporte molecular de cantidad de movimiento Volúmenes fluidos y de control • Los modelos fluidos y las leyes de conservación • Volumen de control • Teorema del transporte de Reynolds Ecuación de conservación de la masa • Forma integral • Forma diferencial • Función de corriente Ecuación de conservación de cantidad de movimiento • Ecuación de cantidad de movimiento en forma integral • Ecuación de cantidad de movimiento en forma diferencial. Ecuación de Navier-Stokes • Ecuación de la energía mecánica Ecuación de conservación de la energía en forma integral • Ecuación de la energía en forma integral • Caso de que las fuerzas másicas deriven de un potencial escalar • Ecuación de la energía para una máquina de fluido Ecuación de conservación de la energía en forma diferencial • Ecuación de conservación de la energía en forma diferencial • Ecuación de conservación de la energía a lo largo de una línea de corriente • Ecuación de conservación de la energía interna en forma diferencial • Ecuación la entropía • Ecuación de la energía interna para un flujo incompresible Ecuaciones de la energía en máquinas hidráulicas • Ecuación de la energía interna para máquinas hidráulicas • Ecuación de la energía (mecánica) para una máquina hidráulica • Calentamiento debido a la fricción • Alturas y rendimientos en máquinas hidráulicas Resumen y discusión del sistema completo de ecuaciones de Navier-Stokes • El sistema completo de ecuaciones de Navier-Stokes • Flujos incompresibles • Condiciones iniciales y de contorno • Existencia y unicidad de la solución. Movimiento turbulento |
| TEMA 5. Análisis dimensional y semejanza (En memoria de verificación corresponde con: Conceptos de análisis dimensional y su aplicación a la mecánica de fluidos) |
Análisis dimensional y semejanza • Objeto y aplicaciones del análisis dimensional • El teorema PI de Buckingham • Aplicación del teorema PI al estudio del movimiento alrededor de un cuerpo • Adimensionalización de las ecuaciones. Números adimensionales • Semejanza. Semejanza parcial |
| TEMA 6. Movimiento laminar (En memoria de verificación corresponde con: Flujos unidireccionales y en conductos) |
Movimientos laminares unidireccionales de líquidos • Introducción • Simplificación de las ecuaciones del movimiento • Condiciones iniciales y de contorno • Ecuación de la energía • Movimientos laminares estacionarios planos y unidireccionales • Movimiento laminar estacionario en conductos de sección circular • Estabilidad de la corriente laminar • Condición de flujo guiado • Estacionariedad del movimiento • Movimiento en conductos de sección lentamente variable y curvatura pequeña • Estimación de pérdidas locales |
| TEMA 7. Fluidos ideales (En memoria de verificación corresponde con: Leyes de conservación de la mecánica de fluidos y Aplicaciones a problemas de interés en ingeniería) |
Fluidos ideales • Condiciones de flujo ideal • Ecuaciones de Euler • Condiciones iniciales y de contorno de las ecuaciones de Euler • Continuidad, unicidad y existencia de la solución de las ecuaciones de Euler • Discontinuidades y capas límites en fluidos ideales • Movimiento Isentrópico y homeotrópico • Ecuación de Euler-Bernoulli • Ecuación de Euler-Bernoulli para movimiento isentrópico de gases • Ecuación de Bernoulli • Tubo de Pitot • Otras aplicaciones |
| TEMA 8. Capa límite (En memoria de verificación corresponde con: Conceptos de capa límite y turbulencia y Aplicaciones a problemas de interés en ingeniería) |
Capa límite • Concepto de capa límite • Ecuaciones de la capa límite bidimensional incompresible • Espesores de capa límite • Fuerza de fricción • Capa límite térmica laminar • Solución de Blasius para la capa límite laminar sin gradiente de presión • Capa límite turbulenta • El efecto del gradiente de presión. Desprendimiento de la capa límite |
| Tema 9. Turbulencia (En memoria de verificación corresponde con: Conceptos de capa límite y turbulencia, Flujos unidireccionales y en conductos y Aplicaciones a problemas de interés en ingeniería) |
Introducción a la turbulencia • Origen y características del movimiento turbulento • Escalas de la turbulencia y cascada de energía • Valores medios • Las ecuaciones de Reynolds • Esfuerzos de Reynolds • El problema del cierre Pérdidas de carga en conductos • Movimiento en conductos de sección circular • Pérdidas de carga en conductos de sección circular • Diagrama de Moody • Conductos de sección no circular. Diámetro hidráulico • Pérdidas de carga locales • Sistemas de tuberías • Tubería acoplada a una bomba |
| Prácticas de Laboratorio | Práctica 1. Determinación de la velocidad de descarga de un depósito Práctica 2. Calibración de un Venturi Práctica 3. Distribución de presiones alrededor de un cilindro Práctica 4.1. Pérdidas de carga en tubo recto Práctica 4.2. Pérdidas de carga en tubo con accesorios Práctica 5. Capa límite en una placa plana |
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