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Inicio / Estudios / Grado en Ingeniería de Recursos Minerales y Energía / Plan de Estudios

Guía Docente

MECÁNICA DE FLUIDOS

Curso 2022-23

  • Presencial

1. Descripción General

Nombre: MECÁNICA DE FLUIDOS

Código: 523102007

Carácter: Obligatoria

ECTS: 6

Unidad Temporal: Cuatrimestral

Despliegue Temporal: Curso 2º - Segundo cuatrimestre

Menciones/Especialidades:

Lengua en la que se imparte: Castellano

Carácter: Presencial

2. Datos del profesorado

Nombre y apellidos: BURGOS OLMOS, MANUEL ANTONIO

Área de conocimiento: Mecánica de Fluidos

Departamento: Ingeniería Térmica y Fluidos

Teléfono: 968327011

Correo electrónico: manuel.burgos@upct.es

Horario de atención y ubicación durante las tutorias:

Titulaciones:
Doctor en Ingeniería Aeronáutica en la Universidad Politécnica de Madrid (ESPAÑA) - 2001

Categoría profesional: Profesor Titular de Universidad

Nº de quinquenios: 4

Nº de sexenios: 2 de investigación

Curriculum Vitae: Perfil Completo

3. Competencias y resultados del aprendizaje

3.1. Competencias básicas del plan de estudios asociadas a la asignatura

[CB4 ]. Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado

3.2. Competencias generales del plan de estudios asociadas a la asignatura

[CG01 ]. Capacitación científico-técnica para el ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico de Minas y conocimiento de las funciones de asesoría, análisis, diseño, cálculo, proyecto, construcción, mantenimiento, conservación y explotación

[CG02 ]. Comprensión de los múltiples condicionamientos de carácter técnico y legal que se plantean en el desarrollo, en el ámbito de la ingeniería de minas, que tengan por objeto, de acuerdo con los conocimientos adquiridos según lo establecido en el apartado 5 de la orden CIN/306/2009, la prospección e investigación geológica-minera, las explotaciones de todo tipo de recursos geológicos incluidas las aguas subterráneas, las obras subterráneas, los almacenamientos subterráneos, las plantas de tratamiento y beneficio, las plantas energéticas, las plantas mineralúrgicas y siderúrgicas, las plantas de materiales para la construcción, las plantas de carboquímica, petroquímica y gas, las plantas de tratamientos de residuos y efluentes y las fábricas de explosivos y capacidad para emplear métodos contrastados y tecnologías acreditadas, con la finalidad de conseguir la mayor eficacia dentro del respeto por el medio ambiente y la protección de la seguridad y salud de los trabajadores y usuarios de las mismas

[CG03 ]. Capacidad para diseñar, redactar y planificar proyectos parciales o específicos de las unidades definidas en el apartado anterior, tales como instalaciones mecánicas y eléctricas y con su mantenimiento, redes de transporte de energía, instalaciones de transporte y almacenamiento para materiales sólidos, líquidos o gaseosos, escombreras, balsas o presas, sostenimiento y cimentación, demolición, restauración, voladuras y logística de explosivos

3.3. Competencias específicas del plan de estudios asociadas a la asignatura

[C09 ]. Conocimiento de los principios de mecánica de fluidos e hidráulica

3.4. Competencias transversales del plan de estudios asociadas a la asignatura

[T01 ]. Comunicarse oralmente y por escrito de manera eficaz

3.5. Resultados del aprendizaje de la asignatura

R01 Explicar la definición de fluido y sus propiedades físicas más importantes, así como interpretar las herramientas de representación del campo fluido y ejecutarlas en casos prácticos.
R02 Interpretar y explicar las Ecuaciones Generales de la Mecánica de Fluidos, en formas diferencial e integral, y generar estrategias de aplicación de hipótesis simplificativas para resolver problemas reales en Ingeniería.
R03 Aplicar el análisis dimensional a la experimentación con modelos y a la obtención de las leyes de escala, y explicar el significado físico de los parámetros adimensionales más importantes en Mecánica de Fluidos.
R04 Calcular el campo de presiones en los casos de equilibrio absoluto y relativo de fluidos.
R05 Calcular la fuerza de presión por efecto de fluidos estáticos en superficies planas y curvas, y su punto de aplicación.
R06 Resolver los flujos laminares en conductos y otras geometrías unidireccionales, diferenciando los flujos con vicosidad dominante.
R07 Determinar en qué casos son de aplicación las ecuaciones de Euler de flujo ideal, y calcular soluciones sencillas para flujo incompresible estacionario.
R08 Calcular pérdidas de carga en instalaciones hidráulicas, tanto en flujo laminar como turbulento, fundamentalmente de fluidos incompresibles.
R09 Estructurar correctamente documentos escritos e intervenciones orales algo más largas, donde se refleje la asimilación de contenidos y la capacidad de síntesis.

4. Contenidos

4.1 Contenidos del plan de estudios asociados a la asignatura

Propiedades físicas de los fluidos. Descripción del campo fluido. Flujo convectivo y ecuación de continuidad. Ecuaciones fundamentales de la dinámica de fluidos. Ecuación general de la energía. Análisis dimensional y semejanza física. Fluidoestática. Flujo laminar de fluidos incompresibles y con viscosidad dominante. Dinámica de los fluidos ideales. Flujo externo: resistencia y sustentación. Flujo turbulento en conductos. Cálculo de pérdidas de carga.<br>

4.2. Programa de teoría

Unidades didácticas

Temas

Unidad Didáctica 1. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS.

Tema 1. Naturaleza de los Fluidos.
Tema 2. Propiedades de los Fluidos.

Unidad Didáctica 2. ESTÁTICA DE FLUIDOS.

Tema 3. Fluido-estática.
Tema 4. Fuerzas hidrostáticas. Flotación.

Unidad Didáctica 3. CINEMÁTICA DE FLUJOS.

Tema 5. Cinemática del campo fluido.
Tema 6. Derivadas temporales en el campo fluido.

Unidad Didáctica 4. ECUACIONES GENERALES DE LA MECÁNICA DE FLUIDOS.

Tema 7. Conservación de Masa.
Tema 8. Conservación de Impulso.
Tema 9. Conservación de Energía.
Tema 10. Ecuaciones de Navier-Stokes.

Unidad Didáctica 5. ANÁLISIS DIMENSIONAL.

Tema 11. Análisis dimensional y semejanza física.

Unidad Didáctica 6. INTRODUCCIÓN AL FLUJO IDEAL.

Tema 12. Ecuaciones de Euler. Ecuación de Euler-Bernoulli.
Tema 13. Flujo incompresible isoentrópico estacionario.

Unidad Didáctica 7. INTRODUCCIÓN A LA TEORÍA DE CAPA LÍMITE.

Tema 14. Capa límite laminar. Capa límite turbulenta. Flujos externos.

Unidad Didáctica 8. FLUJOS GUIADOS.

Tema 15. Flujo laminar en conductos.
Tema 16. Flujo turbulento en conductos.
Tema 17. Pérdidas primarias.
Tema 18. Pérdidas secundarias.

4.3. Programa de prácticas

Nombre

Descripción

Práctica 1. Presión hidrostática sobre superficies sumergidas.

Realizar en el laboratorio de Mecánica de Fluidos. Individual o por equipos. Duración 45 minutos.

Práctica 2. Medida de caudales con diafragma y tubo de Venturi.

Realizar en el laboratorio de Mecánica de Fluidos del ELDI. Por equipos. Duración 60 minutos.

Práctica 3. Medida de la fuerza de impacto sobre superficies.

Realizar en el laboratorio de Mecánica de Fluidos. Individual o por equipos. Duración 45 minutos.

Práctica 4. Medida de caudales con boquillas. Vaciado de depósitos.

Realizar en el laboratorio de Mecánica de Fluidos del ELDI. Por equipos. Duración 60 minutos.

Práctica 5. Medida experimental de pérdidas de carga en tubo recto y en accesorios.

Realizar en el laboratorio de Mecánica de Fluidos del ELDI. Por equipos. Duración 45 minutos.

Práctica 6. Análisis de redes hidráulicas con EPANET.

Realizar en el Aula Informática. Individual o por equipos. Duración 50 minutos.

Prevencion de riesgos

La Universidad Politécnica de Cartagena considera como uno de sus principios básicos y objetivos fundamentales la promoción de la mejora continua de las condiciones de trabajo y estudio de toda la Comunidad Universitaria. Este compromiso con la prevención y las responsabilidades que se derivan atañe a todos los niveles que integran la Universidad: órganos de gobierno, equipo de dirección, personal docente e investigador, personal de administración y servicios y estudiantes. El Servicio de Prevención de Riesgos Laborales de la UPCT ha elaborado un "Manual de acogida al estudiante en materia de prevención de riesgos" que puedes encontrar en el Aula Virtual, y en el que encontraras instrucciones y recomendaciones acerca de cómo actuar de forma correcta, desde el punto de vista de la prevención (seguridad, ergonomía, etc.), cuando desarrolles cualquier tipo de actividad en la Universidad. También encontrarás recomendaciones sobre cómo proceder en caso de emergencia o que se produzca algún incidente. En especial, cuando realices prácticas docentes en laboratorios, talleres o trabajo de campo, debes seguir todas las instrucciones del profesorado, que es la persona responsable de tu seguridad y salud durante su realización. Consúltale todas las dudas que te surjan y no pongas en riesgo tu seguridad ni la de tus compañeros.

4.4. Programa de teoría en inglés

Unidades didácticas

Temas

Unit 1. Nature of Fluids.

Theme 1. Nature of Fluids.
Theme 2. Fluid Properties

Unit 2. Fluid Statics

Theme 3. Fluid statics.
Theme 4. Hidrostatic Forces. Buoyancy.

Unit 3. Kinematics of Fluids.

Theme 5. Kinematics of fluid Field.
Theme 6. Time Derivatives in the Fluid Field.

Unit 4. General Equations of Fluid Mechanics.

Theme 7. Conservation of Mass.
Theme 8. Conservation of Momentum.
Theme 9. Conservation of Energy.
Theme 10. Navier-Stokes Equations.

Unit 5. Dimensional Analysis and Similarity.

Theme 11. Dimensional Analysis and Similarity.

Unit 6. Introduction to Inviscid Flow.

Theme 12. Euler Equations. Euler-Bernoulli Equation.
Theme 13. Steady Isentropic Uncompressible Flow.

Unit 7. Introduction to boundary layer theory.

Theme 14. Laminar boundary layer. Turbulent boundary layer. External flows.

Unit 8. Internal flows.

Theme 15. Laminar Flow in ducts.
Theme 16. Turbulent Flow in ducts.
Theme 17. Friction loses.
Theme 18. Loses at singularities.

4.5. Observaciones

5. Actividades formativas

Denominación

Descripción

Horas

Presencialidad

Denominación

Clases de teoría, problemas, casos prácticos

Descripción

Sesiones presenciales mixtas que combinarán la exposición magistral, la clase inversa y el trabajo cooperativo.

Desarrollan toda la materia y habilidades involucrados en los objetivos de aprendizaje.

Desarrollan los principios de la mecánica de fluidos e hidráulica.

Aplican los conocimientos a su trabajo, elaboración y defensa de argumentos, y resolución de problemas.

Proporcionan la capacitación científico-técnica para el ejercicio de la profesión de Ingeniero.

Horas

46

Presencialidad

100

Denominación

Prácticas de laboratorio, aula de informática o campo

Descripción

Sesiones presenciales en los laboratorios del Área y en el Aula Informática.

Aplican los conocimientos al análisis, diseño, y cálculo de instalaciones, para proyectos, construcción, mantenimiento, conservación y explotación.

Horas

5

Presencialidad

100

Denominación

Tutorías

Descripción

Sesiones voluntarias de consulta directa al profesor.

Horas

6

Presencialidad

100

Denominación

Preparación / exposición de informes, trabajos, etc. (individuales o en grupo)

Descripción

Elaboración de los informes de prácticas. Consistirán en la elaboración de un informe por cada práctica, individual o por equipos, y en su defensa por medio de argumentos basados en el proceso de datos relevantes de diseño y funcionamiento de instalaciones.

Horas

22

Presencialidad

14

Denominación

Asistencia a seminarios, conferencias, jornadas, visitas técnicas, etc.

Descripción

Sesiones de fomento de la vocación de ingeniero mediante el contacto con profesionales e instalaciones de importancia reconocida.

Horas

5

Presencialidad

100

Denominación

Actividades de evaluación formativas y sumativas

Descripción

Tiempo dedicado a actividades de evaluación continua como exámenes parciales.

Horas

4

Presencialidad

100

Denominación

Estudio individual

Descripción

Tiempo dedicado a la asimilación personal de los conocimientos y habilidades requeridos en la materia.

Horas

92

Presencialidad

0

6. Sistema de evaluación

6.1. Sistema de evaluación continua

Denominación

Descripción y criterios de evaluación

Ponderación

Denominación

Exámenes (orales o escritos)

Descripción y criterios de evaluación

Pruebas escritas individuales.

Habrá dos parciales que cubrirán cada uno el 50% de la materia.

Los parciales serán teórico-prácticos.

El primer parcial evalúa las tres primeras unidades didácticas y los temas 7 y 8 de la cuarta unidad didáctica correspondiente a los resultados de aprendizaje R01, R02, R04, y R05.

El segundo parcial evaluará el resto de los contenidos y los resultados de aprendizaje: R03, R06, R07, y R08.

Los parciales aprobados serán liberatorios dentro del curso en el caso de presentarse al examen final. Se considerará que un parcial ha sido liberado y aprobado siempre que se obtenga una calificación superior a 4.0. Si la calificación de la parte correspondiente a cada parcial es inferior a 4.0, entonces se considerará suspensa. Para considerar la asignatura como aprobada hay que aprobar cada parcial de la asignatura con una calificación superior a 4.0. En este caso, la calificación de la asignatura correspondiente al examen escrito será la media de los parciales de la asignatura.

Se valorará la capacidad de analizar sistemas hidráulicos tanto en fase de diseño como de mantenimiento.

Ponderación

80 %

Denominación

Realización o exposición de trabajos (informes, ejercicios, entregables, casos prácticos, etc.), individualmente o en grupo

Descripción y criterios de evaluación

Exposición individual o por grupos de los informes de prácticas.

Se valorarán los conocimientos al análisis, diseño, y cálculo de instalaciones, para proyectos, construcción, mantenimiento, conservación y explotación.

Se evalúan todos los resultados de aprendizaje.

Ponderación

5 %

Denominación

Evaluación de prácticas de laboratorio, informática o campo

Descripción y criterios de evaluación

Se evaluarán los informes de prácticas y el cuestionario.

Se valorarán los conocimientos al análisis, diseño, y cálculo de instalaciones, para proyectos, construcción, mantenimiento, conservación y explotación.

Se evalúan todos los resultados de aprendizaje.

Ponderación

10 %

Denominación

Técnicas de observación o registro (listas de control, rúbricas, etc.)

Descripción y criterios de evaluación

Valoración del control de asistencia a las actividades obligatorias y las rúbricas asociadas a las mismas.

Se valorarán lo asistencia, y actitud durante las sesiones de laboratorio.

Contribuye a la evaluación de todos los resultados de aprendizaje.

Ponderación

5 %

Denominación

Otras actividades de evaluación sumativas

Descripción y criterios de evaluación

Ponderación

0 %

6.2. Sistema de evaluación final

Denominación

Descripción y criterios de evaluación

Ponderación

Denominación

Exámenes (orales o escritos)

Descripción y criterios de evaluación

Pruebas escritas individuales que cubrirán el 100% de la materia.

Los parciales aprobados serán liberatorios dentro del curso en el caso de presentarse al examen final.

Evalúa los mismos resultados y aplica los mismos criterios que la actividad exámenes de la evaluación continua.

Ponderación

80 %

Denominación

Evaluación de prácticas de laboratorio, informática o campo

Descripción y criterios de evaluación

Se evaluarán los informes de prácticas y el cuestionario.

Evalúa los mismos resultados y aplica los mismos criterios que la evaluación de prácticas de la evaluación continua.

Ponderación

20 %

Información

7. Bibliografía y recursos

7.1. Bibliografía básica

Autor: White, Frank M.
Título: Mecánica de fluidos
Editorial: McGraw-Hill
Fecha Publicación: 2008
ISBN: 9788448166038

7.2. Bibliografía complementaria

Autor: Potter, Merle C.
Título: Mecánica de fluidos
Editorial: Cengage Learning
Fecha Publicación: 2015
ISBN: 9786075194509

Autor: Shames, Irving H.
Título: Mecánica de fluidos
Editorial: McGraw-Hill
Fecha Publicación: 2001
ISBN: 9586002462

Autor: Crespo, Antonio
Título: Mecánica de fluidos
Editorial: Thomson
Fecha Publicación: 2006
ISBN: 9788497322928

Autor: Philip J. Pritchard
Título: Fox and McDonald's Introduction to Fluid Mechanics
Editorial: John Wiley and Sons
Fecha Publicación: 2011
ISBN: 9780470547557

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