| Grao en Enxeñaría Mecánica |
 Asignaturas |
| MECÁNICA DE FLUIDOS |
| Contenidos |
|
|
| Datos Identificativos | 2018/19 | |||||||||||||
| Asignatura | MECÁNICA DE FLUIDOS | Código | 730G03018 | |||||||||||
| Titulación |
|
|||||||||||||
| Descriptores | Ciclo | Periodo | Curso | Tipo | Créditos | |||||||||
| Grado | 2º cuatrimestre |
Segundo | Obligatoria | 6 | ||||||||||
|
||||||||||||||
| Tema | Subtema |
| Los bloques o temas siguientes desarrollan los contenidos establecidos en la ficha de la Memoria de Verificación |
Introducción a la mecánica de fluidos. Leyes de conservación de la mecánica de fluidos. Conceptos básicos de cinemática de fluidos. Conceptos de análisis dimensional y su aplicación a la mecánica de fluidos. Conceptos de capa límite y turbulencia. Flujos unidireccionales y en conductos. Aplicaciones a problemas de interés en ingeniería. |
| TEMA 1. Introducción y conceptos básicos | La Mecánica de Fluidos • Objeto y aplicaciones • Sólidos, líquidos y gases • Clasificación de los tipos principales de flujos: laminar/turbulento, compresible/incompresible, interno/externo, ideal/viscoso • Campos de aplicación de la mecánica de fluidos • Relaciones con otras ciencias Definiciones e hipótesis básicas • Los fluidos como medios continuos • Hipótesis del equilibrio termodinámico local • Magnitudes fluidas • Concepto de partícula fluida Fuerzas en el seno de un fluido • Fuerzas de volumen y fuerzas másicas. • Fuerzas de superficie. Tensor de esfuerzos |
| 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. • La ecuación de la fluidostática en el caso de que las fuerzas másicas deriven de un potencial Fluidostática II • Hidrostática. Aplicaciones (principio de Pascal, manómetros...) • Fuerzas hidrostáticas sobre superficies sólidas • Principio de Arquímedes • Estabilidad de cuerpos sumergidos y flotantes • Movimiento de cuerpo rígido |
| TEMA 3. Cinemática | • Sistemas de referencia de Lagrange y Euler • Tipos particulares de movimientos fluidos • Representación y visualización de flujos: sendas, trayectorias, trazas, líneas fluidas y líneas de corriente • Concepto de derivada sustancial • Vector aceleración de una particula fluida • Tensor gradiente de velocidad • Descomposición e interpretación física del tensor • Vorticidad • Teorema del transporte de Reynolds |
| TEMA 4. Ecuaciones fundamentales | 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 y/o incompresible Conservación de cantidad de movimiento • Ecuación de cantidad de movimiento en forma integral • Ecuación de cantidad de movimiento en forma diferencial • Caso con viscosidad constante • Simplificación para el caso de flujo incompresible • Ecuación de la energía mecánica Conservación de la energía • Primera ley de la termodinámica en un volumen de control • La ecuación de la energía en forma integral • La ecuación de la energía en forma diferencial • Ecuación de la energía interna. Caso de Fluidos de densidad constante • Ecuación de la entropía El sistema completo de ecuaciones de Navier-Stokes • Condiciones iniciales y de contorno Análisis de casos de movimiento unidireccional de fluidos incompresibles que admiten solución exacta • Simplificación de las ecuaciones • Corriente de Couette • Corriente de Hagen-Poiseuille bidimensional |
| TEMA 5. Análisis dimensional | Análisis dimensional • Objeto y aplicaciones del análisis dimensional • Principio de homogeneidad dimensional • Teorema Pi de Buckingham Adimensionalización de las ecuaciones generales • El proceso de adimensionalizar • Los parámetros adimensionales importantes en mecánica de fluidos: Strouhal, Euler, Mach y cavitación, Reynolds, Froude, Prandtl Modelos adimensionales • Semejanza física y modelado en Mecánica de Fluidos • Condiciones para la semejanza • Semejanza física parcial |
| TEMA 6. Fluidos ideales: Ecuaciones de Euler y Bernouilli | • Condiciones de flujo ideal • Obtención de las ecuaciones de Euler a partir de las de Navier-Stokes • Condiciones iniciales y de contorno • Movimientos isentrópicos y homentrópicos • Ecuación de Euler-Bemouilli • Ecuación de Bernouilli • Magnitudes de remanso • Aplicaciones prácticas de la ecuación de Bernouilli:sonda de Pitot, tubo de Venturi, efecto Venturi. |
| TEMA 7. Flujos externos y capa límite | • Fuerzas sobre cuerpos en el seno de fluidos • Fuerza de resistencia: Resistencia de presión y fricción • Conceptos básicos de capa límite • Cuerpos romos y fuselados. Desprendimiento de capa límite. Paradoja de d’Alembert. |
| TEMA 8. Flujos internos: Pérdidas de carga | • Flujos en conductos • Pérdidas de carga: Ecuación de Bernouilli generalizada • Coeficiente de fricción. Diagrama de Moody • Pérdidas de carga locales. Coeficientes K de varias singularidades. • Redes de tubería en serie y paralelo |
| Prácticas de Laboratorio | • Práctica 1. Calibración de un Venturi • Práctica 2. Distribución de presiones alrededor de un cilindro • Práctica 3. Pérdidas de carga • Práctica 4. Capa límite en una placa plana |
|
