programa hidraulica

I.- IDENTIFICACION
NOMBRE DEL CURSO:
UNIDADES VALORATIVAS:
PERIODO:
CODIGO DEL CURSO:
HORARIO:
LUGAR:
PROFESOR(ES):
HIDRAULICA GENERAL
SIETE
CUARTO SEMESTRE
MIXTO
FACULTAD DE AGRONOMIA
M.C. TOMAS DIAZ VALDES
M.C. RAMON LIZARRAGA JIMENEZ
M.C. JESUS ENRIQUE LOPEZ AVENDAÑO
ING. OSCAR ARMENTA AYALA
II.- JUSTIFICACIÓN
La agricultura de riego moderna implica el almacenamiento, conducción, distribución y aplicación del
agua en los terrenos agrícolas, utilizando para ello diferentes estructuras, como presas para el
almacenamiento, represas y compuertas para el control y medición, canales para la conducción y
distribución, así como tuberías y otros dispositivos presurizados que permiten la distribución y aplicación
del agua de riego.
El ingeniero agrónomo debe contar con los elementos necesarios para el diseño y evaluación de los
sistemas de riego, desde el almacenamiento y extracción, conducción y distribución hasta la aplicación
del agua de riego, para ello debe conocer los principios generales que rigen el movimiento del agua en
los conductos, las fuerzas que actúan sobre los fluidos y estructuras que los almacenan y conducen, así
como cuantificar los volúmenes de agua que circulan por los conductos.
III.- IMPORTANCIA DEL CURSO
En todo proyecto relacionado con trabajos de irrigación, es necesario el conocimiento de la hidráulica
tanto de tuberías como de canales para el diseño, evaluación y operación de las diferentes estructuras
que existen en los conductos. El curso de hidráulica permite dar al estudiante el conocimiento
cualitativo y cuantitativo del flujo de agua a través de conductos cerrados (tubería) y canales abiertos de
diferentes formas y pendientes bajo diferentes regímenes de flujo, de modo que pueda tener los criterios
necesarios para el diseño de redes de riego que sean eficientes y funcionales.
IV.- OBJETIVO GENERAL
Desarrollar, fomentar y promover en los estudiantes el conocimiento necesario para la comprensión y
análisis del movimiento de agua tanto en tuberías como en canales abiertos; así como, proporcionar los
conocimientos y elementos indispensables para el diseño hidráulico y evaluación de estructuras de
medición.
Estudiar los principios y leyes que rigen el movimiento de los fluidos para aplicarlos en la resolución de
problemas que se plantean en el ámbito de la ingeniería agronómica, y en concreto en el diseño y
cálculo de redes de riego.
Proporcionar a los estudiantes de agronomía los conocimientos básicos de hidráulica general que
permitan el manejo del agua en la agricultura y el diseño hidráulico de instalaciones y obras de riego
agrícola.
V.- CONTENIDO TEMATICO
UNIDAD I. INTRODUCCIÓN
Objetivos particulares:
a) El alumno será capaz de ubicar a la hidráulica dentro el contexto de la física y la ciencia en general,
asimismo, identificará las ramas que integran la hidráulica y el estudio de cada una de ellas.
b) El alumno tendrá los conocimientos necesarios para realizar las conversiones de unidades de medida
más comunes en la práctica de la hidráulica.
c) El alumno será capaz de identificar las propiedades físicas de los fluidos y su relación con el flujo del
agua en conductos, así como calcularlas a partir de las ecuaciones que surgen por definición.
1.1. Definición de hidráulica y sus divisiones
1.2. Sistemas de medición de unidades
1.3. Propiedades de los fluidos
1.3.1. Densidad
1.3.2. Densidad relativa
1.3.3. Peso específico
1.3.4. Volumen específico
1.3.5. Presión
1.3.6. Tensión superficial
1.3.7. Viscosidad
UNIDAD II. HIDROSTÁTICA
Objetivos particulares:
a) El alumno tendrá los conocimientos necesarios para entender y analizar las fuerzas que intervienen
en el equilibrio de los fluidos y que dan origen a las principales ecuaciones de la hidrostática.
b) El alumno identificará los dispositivos que se utilizan para la medición de presiones de fluidos en
equilibrio y movimiento.
c) El alumno será capaz de analizar y calcular las fuerzas que actúan sobre una pared que retiene un
fluido (empuje hidrostático) y su aplicación en estructuras hidráulicas.
2.1.- Introducción
2.2.- Presión hidrostática
2.2.1.- Ecuaciones Estáticas de Euler
2.2.2.- Ecuación Fundamental de la Estática de fluidos
2.2.3.- Ecuación de la ley de Pascal
2.2.4.- Paradoja hidrostática de Stevin
2.3.- Medición de la presión
2.3.1.- Manómetros simples
2.3.2.- Manómetros diferenciales
2.4. Empuje hidrostático
2.4.1. Sobre superficies sumergidas planas
2.4.2. Sobre superficies curvas
UNIDAD III. HIDROCINEMÁTICA
Objetivos particulares:
a) El estudiante será capaz de identificar los elementos microscópicos que existen en un fluido, así
como las fuerzas y magnitudes características del movimiento de partículas de fluido.
b) El alumno tendrá los conocimientos necesarios para entender el concepto de caudal o gasto y su
aplicación en el diseño de sistemas de riego.
3.1. Velocidad y aceleración
3.2. Clasificación de los fluidos
3.3. Líneas de corriente
3.4. Concepto de gasto o caudal
UNIDAD IV. HIDRODINÁMICA
Objetivos particulares:
a) El alumno conocerá y analizará el origen de los principales principios de la dinámica de fluidos.
b) El estudiante será capaz de aplicar las ecuaciones dinámicas de fluidos a casos prácticos de análisis
y diseño de tuberías y canales.
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
Aspectos esenciales
Ecuación de continuidad
Ecuación de Euler
Ecuación de Bernoulli
Ecuación de la cantidad de movimiento
UNIDAD V. FLUJO DE AGUA EN TUBERIAS
Objetivos particulares:
a) El estudiante será capaz de identificar los tipos de flujo de acuerdo con las propiedades físicas de
cada uno de ellos.
b) El alumno identificará y analizará algunas de las ecuaciones para determinar las pérdidas por fricción
tanto en conductos como en accesorios.
c) El estudiante adquirirá la habilidad para aplicar las ecuaciones necesarias y determinar las pérdidas
por fricción en conductos y accesorios.
5.1. Tipos de flujo
5.2. Pérdidas por fricción
5.3. Pérdidas por accesorios, cambios de sección y dirección
5.4. Ejemplos
UNIDAD VI. MEDICIÓN DEL AGUA DE RIEGO
Objetivos particulares:
a) El estudiante conocerá los métodos más comunes que se utilizan para medir el agua de riego.
b) El alumno estudiará los principios que rigen el funcionamiento de los distintos tipos de aforadores y
su aplicación a las conducciones utilizadas en el ámbito de la ingeniería agronómica.
b) El alumno adquirirá los conocimientos y habilidades necesarios para diseñar hidráulicamente una
estructura de medición de caudal.
6.1. Tuberías
6.2. Canales
6.2.1. Orificios
6.2.2. Vertedores
6.2.3. Métodos de sección-pendiente
6.2.4. Métodos de sección-velocidad
UNIDAD VII. HIDRÁULICA DE CANALES
Objetivos particulares:
a) El alumno adquirirá los conocimientos generales de los principios que rigen el movimiento de agua en
canales.
b) El estudiante será capaz de analizar y calcular los elementos principales para el diseño de canales
abiertos.
7.1. Conceptos básicos
7.2. Clasificación de régimen de flujo
7.3. Flujo uniforme
7.3.1. Definición
7.3.2. Diseño de la sección más conveniente
7.4. Flujo crítico
7.4.1. Definición
7.4.2. Energía específica
7.4.3. Tirante, pendiente y velocidad crítica
VI .- BIBLIOGRAFÍA
1.- Sotelo, A.G., 1998. HIDRÁULICA GENERAL. Editorial LIMUSA. México, D.F.
2.- Streeter, V.L. y Wyle, E.B., 1996. MECANICA DE LOS FLUIDOS. Editorial McGraw Hill, México, D.F.
3.- Giles, R., 1985. MECÁNICA DE LOS FLUIDOS E HIDRÁULICA. Serie Schaum, McGraw Hill,
México, D.F.
4.- Hughes, W.F., 1980. DINÁMICA DE LOS FLUIDOS. Serie Schaum McGraw Hill. México, D.F.
5.- Ven T. Ch., 1982. HIDRÁULICA DE LOS CANALES ABIERTOS. Editorial McGraw Hill, México. D.F.
6.- IMTA, 1992. MANUAL DE AFOROS. Coordinación de Tecnología de Riego y Drenaje, IMTA.
Jiutepec, Mor., México.