Ingeniería Fluidomecánica - Universidad de La Laguna

Asignatura
E.T.S. de Ingeniería Civil e Industrial - Universidad de La Laguna
Código
Nombre de la Asignatura
2112 Ingeniería Fluidomecánica
Curso: 2º Ingeniero Técnico Industrial especialidad Mecánica
Tipo de asignatura: Troncal
Cuatrimestre: 1º
1.Propósito
2.Requisitos
3.Evaluación
Docencia
Profesorado
Departamento y Datos del Profesorado
Teléfono
Correo electrónico
Física Fundamental y Experimental, Electrónica y Sistemas
[email protected]
Profesores: Vicente J. Romero Ternero y Agustín M. 922 318102
[email protected]
Delgado Torres
Tutorías: Vicente J. Romero Ternero:
lunes 13:00-14:00, martes 16:00-17:00 y viernes 9:00-13:00
Agustín M. Delgado Torres:
lunes 13:00-14:00, jueves 13:00-14:00 y viernes 9:00-13:00
Docencia: Martes (15:00-16:00 h) y miércoles (15:00-17:00)
Prácticas de laboratorio: miércoles (grupo 1, 2 y 3 de 9:00-13:00)
1. Establecer los conceptos básicos de la mecánica de fluidos, esencialmente para ser capaz de
analizar problemas de estática y dinámica de fluidos
2. Estudiar las principales aplicaciones de la mecánica de fluidos a la ingeniería, como cálculo de
pérdidas de carga, problemas de conducciones en redes de distribución, golpe de ariete,
cavitación o fundamentos de máquinas hidráulicas
2. Ninguno
3. La evaluación de la asignatura será la calificación obtenida en el examen de convocatoria (75%) y
en las prácticas (25 %), siendo estas últimas evaluadas en el examen de convocatoria
Sección I. Mecánica de fluidos (9 semanas, 27 h)
1. Definiciones y conceptos preliminares (3 h). Sistema: definición, medio exterior,
clasificación. Flujo: definiciones y clasificación. Propiedades de un fluido: generalidades,
definición de un fluido, viscosidad. Ley de Newton para la viscosidad. Causas que originan la
viscosidad. Compresibilidad. Tensión superficial. Fenómenos capilares. Presión de vapor,
presión de saturación, cavitación. Viscosidad de turbulencia.
Temario
2. Estática de los fluidos (6 h). Equilibrio: concepto de equilibrio, ecuación de un líquido en
equilibrio. Aplicaciones de la ecuación de equilibrio: líquido en reposo, líquido girando alrededor
de un eje vertical, líquido uniformemente acelerado. Manómetros: tubos piezométricos,
manómetros de aire libre, manómetros diferenciales, manómetros metálicos, manómetros
eléctricos. Fuerza de un líquido sobre una pared: horizontal, plana inclinada, vertical y curva.
3. Ecuaciones fundamentales de un flujo (12 h). Introducción. Ecuación de continuidad.
Ecuación de la energía: energía de un flujo líquido, ecuación de la energía en conducciones,
ecuación de la energía en máquinas de flujo, potencia de un flujo. Ecuación de la cantidad de
movimiento. Aplicaciones de la ecuación de la energía: salida por un orificio, un tubo, toberas,
tubo de Pitot, tubo de Prandtl. Aplicación de la ecuación de cantidad de movimiento a
conductos fijos: fuerza sobre conductos cortos (codos, derivación en T).
4. Análisis dimensional y Semejanza (3 h). Experimentación en mecánica de fluidos.
Adimensionales en mecánica de fluidos. Semejanza de modelos: ensayos con modelos, leyes
de semejanza. Semejanza de Fraude. Semejanza de Reynolds. Semejanza de Mach.
5. Resistencia de los fluidos viscosos: capa límite (3 h). Capa límite: concepto y definición.
Desarrollo de la capa límite. Desprendimiento de la capa límite. Procedimientos de cálculo.
Cálculo de la capa límite. Resistencia de superficie. Resistencia de forma. Resistencia total.
Resistencia con velocidades supersónicas. Resistencias de flujos con superficie libre.
Sección II. Aplicaciones a la ingeniería (6 semanas, 18 h)
6. Resistencia de superficie en conducciones (6 h). Estabilización de la capa límite en flujos
internos. Pérdidas de carga en conducciones: introducción, ecuación general de pérdidas de
carga. Pérdidas de carga en tuberías: ecuación de Darcy-Weissbach. Coeficiente de fricción en
tuberías: análisis conceptual, número crítico de Reynolds, análisis matemático, determinación
de la rugosidad, diagrama de Mod., fórmula de Darcy-Colebrook, problemas tipo en tuberías.
Flujo uniforme en canales: fórmula de Chézy, fórmula de Manning, fórmula de Nikuradse.
7. Resistencia de forma en conducciones (2 h): introducción. Método del coeficiente de
pérdidas: ensanchamiento brusco de sección, salida de tubería o entrada en depósito,
ensanchamiento gradual, estrechamiento brusco y gradual, entrada en tubería o salida en
depósito, otros accesorios. Método de la longitud equivalente.
E.T.S. de Ingeniería Civil e Industrial - Universidad de La Laguna
8. Problemas relativos a conducciones hidráulicas (6 h). Sifón. Tuberías en serie y en
paralelo. Velocidades límite aconsejadas. Tuberías con servicio en ruta. Alimentación de una
red de distribución con dos o más depósitos.
Temario
9. Golpe de ariete (2 h). Fenómeno del golpe de ariete. Cierre instantáneo: Fórmula de Allievi.
Cierre gradual: longitud crítica, fórmula de Micheaud para el golpe de ariete en conducciones
cortas. Tiempo de anulación del caudal. Dispositivos para reducir el golpe de ariete.
10. Máquinas hidráulicas (2 h). Clasificación de las máquinas hidráulicas. Turbomáquinas:
principio de funcionamiento, ecuación de Euler. Bombas volumétricas: principio de
funcionamiento. Tipos de bombas volumétricas.
Prácticas (15 h): Resolución de problemas como actividades complementarias o de profundización
de los contenidos impartidos en las clases de teoría-problemas
Bibliografía
P1. Estudio del equilibrio de un líquido que gira
P2. Análisis de un Venturi
P3. Estudio de la capa límite de una placa plana
P4. Estudio de pérdidas de carga en tuberías
- Agüera Soriano, J. “Mecánica de fluidos incompresibles y turbomáquinas hidráulica”. Ed. Ciencia
3. ISBN: 84-95391-01-05
- Agüera Soriano, J. “Mecánica de fluidos incompresibles y turbomáquinas hidráulicas (problemas)”.
Ed. Ciencia 3. ISBN: 84-86204-74-7
- Agüera Soriano, J. Transparencias
- Cengel, Y. A.; Cimbala, J. M. “Fluid Mechanics: Fundamentals and Applications”. Editorial
McGraw-Hill. ISBN: 0-07-111566-8