PROGRAMA DOCENTE. Curso 2002-2003 Nome da materia Número de referencia Créditos aula/grupo Créditos laboratorio/grupo Créditos prácticas/grupo Número grupos Aula Número grupos Laboratorio Número grupos Prácticas Alumnos matriculados Anual /Cuatrimestral Departamento Área de coñecemento MECÁNICA DE FLUIDOS 3041103020 4.5 1.5 3 12 Cuatrimestral Ing. Mecánica, Máquinas y Motores térmicos y Fluidos Mecánica de Fluidos (600) PROFESORADO DA MATERIA Nome profesor/a Código Créditos Concepción Paz Penín 1124 9A, 5.5L Secundina García Conde 701 4.5A, 2L Marcos Lopez Veloso 1867 3L Resto materia (prof. nuevo) Lugar e Horario Tutorías Despacho 112, Martes (10,00 a 12,00) Miércoles (10,00 a 12,00) Despacho 113, Martes (16,00 a 19,00) Miércoles (16,00 a 19,00) Despacho 111, Lunes (16,00 a 20,00) 7.5L ASIGNACION DE PROFESORES OS HORARIOS DA MATERIA AULA: 1er CUATRIMESTRE: Grupo A: Lunes 10-12:00h, Martes 13-14:00h . Prof. Concepción Paz Penín Grupo B: Miércoles 13-14:00h, Jueves 12-14:00h. Prof. Concepción Paz Penín Grupo C: Martes 6-7:00h, Jueves 4-6:00h Prof. Secundina García Conde LABORATORIO: 1er CUATRIMESTRE. Semana i. Grupo A: Lunes 15-21:00h, Jueves 15-21:00h . Prof. Concepción Paz Penín, prof. nuevo Grupo B: Mates 15-21:00h, Miércoles 15-21:00h. Prof. Concepción Paz Penín,, Marcos Lopez Veloso, prof. nuevo Grupo C: Martes 9-15:00h, Miércoles 9-15:00h Prof. Secundina García, Marcos Lopez Veloso, prof. nuevo OBJETIVOS. Conocimiento y compresión de los principios básicos de la Mecánica de Fluidos necesarios para analizar cualquier sistema en el que el fluido sea el medio de trabajo. Estos principios se requieren en: - Diseño de maquinaria hidráulica - Lubricación - Sistemas de calefacción y ventilación, calor y frío. - Diseño de sistemas de tuberías - Medios de transporte y aerodinámica de estructuras y edificios MÉTODO DOCENTE: CLASES EN EL AULA Teoría/Problemas: 3 horas/semana Desarrollo del programa: Clases de pizarra combinando teoría y problemas. Medios: Pizarra y proyector de transparencias Profesores: Concepción Paz Penín; Secundina García Conde PRACTICAS DE LABORATORIO Profesor: Concepción Paz Penín, Secundina García Conde, Marcos Lopez Veloso Lugar: Laboratorio de Mecánica de Fluidos (Lab. Nº 3) Prácticas de laboratorio por grupos de alumnos. Al ser una asignatura de nueva implantación, los grupos se organizarán cuando se disponga finalmente del número de matriculados. Las prácticas son obligatorias y es necesario presentar una memoria por grupo una vez realizadas para aprobar la asignatura. SISTEMA DE EVALUACIÓN. EVALUACIÓN DE LA DOCENCIA DE LABORATORIO: Memoria escrita por grupo. Las prácticas se puntuarán un máximo de 0.5 puntos. EVALUACIÓN DE LA DOCENCIA DE AULA: - Examen escrito. Para aprobar el examen es necesario obtener una nota mínima de 5 puntos sobre 10. CRITERIOS DE VALORACIÓN: Docencia en Aula: La puntuación de cada pregunta se indicará junto con el enunciado del examen. Si no se especifica, todos los ejercicios puntúan por igual. Docencia en Laboratorio: Se puntuará la memoria entregada por cada grupo en función de la presentación de la misma, de los resultados obtenidos y de la participación de los alumnos en el laboratorio. TEMARIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS(Tipo A): Introducción I. I.1. I.2. I.3. I.4. I.5. FLUIDOS (2 h.) Conceptos fundamentales 1.1. Tensión de cortadura. Ley de Newton Continuo Características de los fluidos 3.1. Fluidos compresibles e incompresibles Viscosidad 4.1. Viscosidad en los líquidos 4.2. Viscosidad en los gases 4.3. Fluidos newtonianos y no newtonianos Esfuerzos sobre un fluido 5.1. Tensión superficial 5.1.1. Ley de Laplace 5.1.2. Capilaridad 5.1.3. Ley de Jurin 5.2. Concepto de presión. Presión en un punto 5.3. Magnitudes tensoriales y vectoriales 5.3.1. Fuerzas volumétricas 5.3.2. Fuerzas superficiales 5.3.3. El tensor de tensiones 5.3.3.1 Propiedades 5.3.4. Ecuación de la cantidad de movimiento Fundamentos del análisis de flujos II. ESTUDIO GENERAL DEL MOVIMIENTO DE FLUIDOS (18 h.) II.1. Campo de velocidades 1.1. Método Euleriano 1.2. Método Lagrangiano II.2. Líneas de corriente II.3. Clases de flujos 3.1. Según condiciones cinemáticas 3.2. Según condiciones geométricas 3.3. Según condiciones mecánicas de contorno 3.4. Según condiciones del movimiento interno 3.5. Según forma de reaccionar ante obstáculos II.4. Sistemas y volumen de control II.5. Integrales extendidas a volúmenes fluidos 5.1. Teorema del transporte de Reynolds II.6. Ecuación de continuidad 6.1. Diversas expresiones de la ecuación de continuidad 6.2. Función de corriente 6.3. Flujo volumétrico de un fluido (caudal) II.7. Ecuación de conservación de la cantidad de movimiento 7.1. Forma integral. Ejemplos de aplicación 7.2. Ecuación de conservación del momento cinético 7.3. Forma diferencial de la E.C.M. 7.4. Ecuación de Euler 7.5. Ecuación de Bernouilli. Aplicaciones 7.5.1. Tiempo de vaciado de un recipiente 7.5.2. Establecimiento del régimen permanente en una tubería 7.5.3. Tubo de Pitot. II.8. Ley de Navier-Poisson 8.1. Deformaciones y esfuerzos en un fluido real 8.1.1. Relaciones entre ellos 8.1.2. Ecuación de Navier-Stokes II.9. Ecuación de la energía aplicada a volúmenes de control 9.1. Forma integral 9.1.1. Transmisión de calor por conducción 9.2. Forma diferencial 9.2.1. Ecuación de la energía mecánica 9.2.2. Ecuación de la energía interna 9.2.3. Ecuación de la entropía 9.3. Extensión del caso de trabajos exteriores aplicados al volumen de control. Aplicación a máquinas hidráulicas 9.3.1. Bernouilli generalizado III. III.1. III.2. III.3. III.4. ANALISIS DIMENSIONAL Y SEMEJANZA. FLUIDO DINAMICA(6 h.) Parámetros dimensionales Naturaleza del análisis dimensional Teorema Pi de Buckinghan. Aplicaciones Grupos dimensionales de importancia en la Mecánica de Fluidos 4.1. Significado físico de los números dimensionales III.5. Semejanza 5.1. Semejanza parcial 5.2. Efecto de escala 5.3. Influencia en la exactitud de su aplicación III.6. Máquinas de fluidos 6.1. Máquinas hidráulicas 6.1.1. Curvas características 6.2. Velocidad específica 6.3. Turbo compresores Flujo incompresible en conductos IV. MOVIMIENTO LAMINAR (5 h.) IV.1. Introducción IV.2. Movimiento laminar permanente 2.1. Corrientes de Hagen-Poiseuille, Couette, Rayleigh y Stokes 2.2. En conductos de sección circular IV.3. IV.4. IV.5. IV.6. IV.7. 2.3. Otras secciones Efecto de longitud finita del tubo Pérdida de carga 4.1. Coeficiente de fricción 4.2. Coeficiente de energía o Coriolis 4.3. Coeficiente del movimiento Estabilidad de corriente laminar Régimen laminar no permanente en un tubo circular Movimiento en conductos de sección lentamente variable y con curvatura pequeña V. MOVIMIENTO TURBULENTO (1 h.) V.1. V.9. Introducción Pérdida de carga 9.1. Diagrama de Nikuradse 9.2. Diagrama de Moody V.10. Fórmulas empíricas para flujo en tuberías VI. MOVIMIENTOS DE LIQUIDOS EN CONDUCTOS DE SECCION VARIABLE (13 h.) VI.I. Introducción VI.2. Pérdidas menores 2.1. Pérdida a la entrada de un tubo 2.2. Pérdida en un tubo a salida 2.3. Pérdida por contracción 2.4. Pérdida por ensanchamiento 2.5. Pérdida en codos. VI.3. Tubería acoplada a una bomba VI.4. Tuberías ramificadas VI.5. Tuberías en serie VI.6. Tuberías en paralelo VI.7. Redes de tuberías 7.1. Método de Hardy-Cross Programa Prácticas de Mecánica de Fluidos(Tipo L): 1. Chorro Libre. Tubo de Pitot. Distribución Radial de velocidades. Gasto Másico. Cantidad de Movimiento. 2. Experimentación con el túnel de viento. Distribución de presiones alrededor de un cilindro. Cálculo del coeficiente de resistencia. Distribución de presiones alrededor de un perfil de ala. Cálculo del coeficiente de sustentación. 3. Pérdidas de carga. Medida de caudal con venturímetro. Coeficiente de fricción. Pérdidas de carga en codos. Pérdidas de carga en válvulas. 4. Transición de régimen laminar a turbulento. 5. Resolución problemas ayuda. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS: BIBLIOGRAFIA BASICA CRESPO , A. " Mecánica de fluidos " E.T.S.I.I. de Madrid ( 1986) SHAMES , I. " La mecánica de los fluidos " Ed.McGraw Hill ( 1967 ) WHITE , F. " Mecánica de fluidos " Ed.McGraw Hill ( 1983 ) STREETER , V. " Mecánica de los fluidos " Ed.McGraw Hill ( 1989 ) FOX - McDONALD " Introducción a la mecánica de fluidos " Ed. McGraw Hill ( 1989 ) BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA WEBBER , N.B. " Mecánica de fluidos para ingenieros " Ediciones Urmo ( 1969 ) BRUN , E. ; MARTINOT-LAGARDE , A. ; MATHIEU , J. " Mecánica de los fluidos I y II " Ed.Labor ( 1980 ) DAILY , W. ; HARLEMAN , D. " Dinámica de los fluidos con aplicación en ingeniería " Ed.Trillas ( 1975 ) OUZIAUX , R. ; PERRIER , J. " Mecanique des fluides appliqueé " Ed.Dunod ( 1978 ) VENNARD , J.K. ; STREET , R.L. "Elementos de mecánica de fluidos " Ed.Continental ( 1979 ) MATAIX , C. " Mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas " Ed.del Castillo ( 1986 ) ROCA VILA , R. " Introducción a la mecánica de los fluidos " Ed.Limusa ( 1980 ) MASSEY , B.S. " Mecánica de los fluidos " Ed.C.E.C.S.A. ( 1979 ) HERNÁNDEZ , J.M. " Mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas " Ed.UNED ( 1976 ) ROBERSON , J.A. - CROWE , C.T. " Mecánica de fluidos " Ed.Interamérica ( 1983 ) BERTIN , J.J. " Mecánica de fluidos para ingenieros " Ed.Prentice Hall ( 1984 ) SMITH , P.D. " Mecánica de fluidos e hidráulica " Ed.Anaya ( 1988 ) BATCHELOR , G. " An introduction to fluid dynamics " Cambridge Univ. Press ( 1967 ) Vigo, 15 de Julio de 2003 Fdo: Concepción Paz Penín Fdo: Marcos Lopez Veloso Secundina García Conde