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
[CB2 ]. Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
[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
[C09 ]. Conocimiento de los principios de mecánica de fluidos e hidráulica
[T05 ]. Aplicar a la práctica los conocimientos adquiridos
R01 Aplicar un modelo reológico adecuado a fluidos Newtonianos para obtener el campo de presiones en equilibrios absoluto y relativo, y calcular su interacción con estructuras.
R02 Calcular el flujo convectivo de diversas propiedades fluidas a través de superficies de distinta geometría, en particular el caudal, el gasto másico y la fuerza producida por flujos.
R03 Formular Leyes de Conservación de la Masa, del Impulso y de la Energía en el campo fluido, en formas diferencial e integral. Aplicar las leyes integrales en volúmenes de control con aplicaciones relevantes en ingeniería.
R04 Aplicar el análisis dimensional al diseño de experimentos con modelos y a la obtención de las leyes de semejanza, además de conocer el significado físico de los parámetros adimensionales más importantes en Mecánica de Fluidos.
R05 Aplicar las leyes diferenciales para resolver problemas industriales de flujos hidráulicos ideales, y viscosos, tanto laminares como turbulentos.
R06 Calcular las pérdidas de potencia debidas a fricción en flujos internos.
R07 Procesar adecuadamente la información disponible y elaborar un plan coherente para resolver la situación planteada.
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.
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.
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.
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.
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.
Clase en aula convencional: teoría, problemas, casos prácticos, seminarios, etc.
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.
45
100
Clase en laboratorio: prácticas.
Sesiones presenciales en los laboratorios del Área.
Aplican los conocimientos al análisis, diseño, y cálculo de instalaciones, para proyectos, construcción, mantenimiento, conservación y explotación.
5
100
Tutorías
Sesiones voluntarias de consulta directa al profesor.
4
100
Clase en aula de informática: prácticas.
Sesiones presenciales en el Aula Informática.
Aplican los conocimientos al análisis, diseño, y cálculo de instalaciones.
1
100
Clase en campo o aula abierta: prácticas.
Sesiones presenciales en los laboratorios del Área .
Sesiones de fomento de la vocación de ingeniero mediante el contacto con profesionales e instalaciones de importancia reconocida.
4
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación continua).
Conjunto variado de actividades de evaluación diseñadas para evaluar el aprendizaje del estudiante en varias etapas a lo largo del curso. Estas actividades pueden incluir, pero no se limitan a, las siguientes:
Exámenes parciales
Tareas y proyectos
Participación en clase
Prácticas de laboratorio
5
100
Trabajo del estudiante: estudio o realización de trabajos individuales o en grupo.
Actividad formativa que implica el compromiso personal del estudiante en la adquisición y aplicación de conocimientos. Este trabajo puede tomar diversas formas, incluyendo el estudio independiente de material del curso, la realización de investigaciones y la preparación de trabajos escritos y presentaciones, ya sea de forma individual o en grupo.
Estudio individual
Trabajos individuales
Trabajo en grupo
Presentaciones de grupo
116
0
Exámenes (orales o escritos)
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.
80 %
Realización o exposición de trabajos (informes, ejercicios, entregables, casos prácticos, etc.), individualmente o en grupo
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.
5 %
Evaluación de prácticas de laboratorio, informática o campo
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.
10 %
Técnicas de observación o registro (listas de control, rúbricas, etc.)
Valoración del control de asistencia a las actividades y las rúbricas asociadas a las mismas.
Se valorarán la participación activa, y actitud durante las sesiones de laboratorio.
Contribuye a la evaluación de todos los resultados de aprendizaje.
5 %
Exámenes (orales o escritos)
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.
80 %
Evaluación de prácticas de laboratorio, informática o campo
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.
20 %
Autor: White, Frank M.
Título: Mecánica de fluidos
Editorial: McGraw-Hill
Fecha Publicación: 2008
ISBN: 9788448166038
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