4031-Mecanica_de_los_Fluidos-2009

UNIVERSIDAD DE MENDOZA – FACULTAD DE INGENIERÍA
CARRERA
INGENIERÍA INDUSTRIAL
ASIGNATURA
MECÁNICA DE LOS FLUIDOS
CÓDIGO
4031
CURSO
3ro
ÁREA
TECNOLOGÍAS BÁSICAS
ULTIMA REVISIÓN
2.006
MATERIAS CORRELATIVAS:
4022-CALCULO III
AÑO LECTIVO 2009
Profesor Titular: Ing. Guillermo Díaz Moyano
Profesor Asociado:
Profesores Adjuntos: Ing. Marcelo Biritos
Jefes de trabajos prácticos: Ing. Claudio Careglio
Carga Horaria Semanal:
6
Carga Horaria Total:
90
OBJETIVOS:
Introducir al alumno en el conocimiento de los fundamentos generales de la mecánica de
los fluidos y los principios que la rigen. Aplicación básica de los fenómenos
fluidomecánicos a su alcance, medición y utilización práctica en aplicaciones de
ingeniería.
PROGRAMA ANALÍTICO:
UNIDAD: 1
Introducción. Nota histórica. Aplicaciones de la mecánica de fluidos en las diversas ramas
de la ingeniería y en las ciencias aplicadas.
Definición del fluido.
Propiedades de los fluidos: densidad, peso específico, compresibilidad, viscosidad, fluidos
newtonianos y no-newtonianos.
Ecuaciones fundamentales de la mecánica de los fluidos.
UNIDAD: 2
Estática de los fluidos.
Ecuaciones básicas de la estática de fluidos. Variación de la presión en un fluido
incompresible en reposo. Variación de la presión con la altura de un fluido compresible en
reposo.
Fuerza hidrostática sobre una superficie sumergida en un fluido incompresible en reposo.
Fuerzas contra un dique. Momento de vuelco.
Principio de Pascal. Prensa hidráulica. Paradoja hidrostática. Manómetros y barómetros.
Principio de Arquímedes. Estabilidad de los cuerpos sumergidos y flotantes.
Equilibrio relativo: aceleración lineal constante y rotación constante.
UNIDAD: 3
Dinámica de los fluidos no viscosos
Ecuaciones de Euler del movimiento de un fluido no viscoso.
Teorema de Bernoulli. Flujos a través de orificios. Teorema de Torricelli. Mediciones de la
velocidad. Contador de entura, tubo de Pitot y de Prandtl.
UNIDAD: 4
Flujo compresible para un gas no viscoso.
Velocidad de una onda sonora, número de Mach, cono de Mach.
Flujos subsónico y supersónico. Choques normales.
Flujos a través de las toberas.
UNIDAD: 5
Flujo bidimensional incompresible irrotacional
Potencial de velocidad y función de corriente.
Teoría aerodinámica.
Circulación y teorema de Kutta y Joukowski.
Fuerza de sustentación y el momento para un perfil aerodinámico y para una cascada de
álabes en turbomáquina.
UNIDAD: 6
Dinámica de los fluidos viscosos incompresibles.
Régimen laminar
Ecuaciones de Navier-Stokes.
Análisis dimensional y semejanza. Criterios de semejanza.
Flujo laminar incompresible a régimen permanente en tuberías circulares. Medición de
caudal por medio de la brida orificio. Factor de corrección. Caída de presión en conductos
con régimen laminar. Radio hidráulico. Golpe de ariete. Cañerías curvas.
Ley de Stokes.
UNIDAD: 7
Teoría de la capa límite laminar.
Ecuaciones de Prandtl para la capa límite laminar.
Solución de Blasius de las ecuaciones de Prandtl.
Fuerza de arrastre. Separación de la capa límite.
UNIDAD: 8
Régimen turbulento
Inestabilidad del flujo laminar y transición al flujo turbulento. Valores límites de Reynolds.
Ecuaciones de Reynolds para el flujo medio.
Fenómenos de transporte en los flujos turbulentos. Simulación de la transferencia
turbulenta. Modelos modernos de la turbulencia. Flujos turbulentos completamente
desarrollados en las tuberías. Pérdidas de carga en tuberías lisas y rugosas.
Formación Práctica
Horas
Resolución de Problemas Rutinarios:
Laboratorio, Trabajo de Campo:
30
Resolución de Problemas Abiertos de ingeniería:
Proyecto y Diseño:
PROGRAMA DE TRABAJOS PRÁCTICOS:
Se basa en la resolución numérica y computacional de problemas prácticos
acordes al avance de la teoría impartida en clase.
Comprende:
1) Estática de los fluidos.
2) Dinámica de los fluidos no viscosos
3) Flujo compresible para un gas no viscoso.
4) Flujo bidimensional incompresible irrotacional
5) Teoría de la capa límite laminar.
6) Régimen turbulento
ARTICULACIÓN HORIZONTAL Y VERTICAL DE CONTENIDOS:

Los contenidos abordados en esta materia se basan en conceptos de las
siguientes cátedras:
Asignatura

Cálculo II
1ro
Física II
2ro
Cálculo III
2ro
Comparte e integra elementos horizontalmente con las siguientes cátedras:
Asignatura
Análisis Numérico

Curso
Curso
3ro
Los contenidos abordados en esta materia aportan conceptos a las
siguientes cátedras:
Asignatura
Equipamiento Industrial
CONDICIONES PARA REGULARIZAR
EVALUACIÓN:
Curso
4to
LA MATERIA y RÉGIMEN DE
BIBLIOGRAFÍA:
Autor
Victor L. Streeter, E.
Benjamin Wylie
William F. Hughes,
John A. Brighton
Irving H. Shames
Título
Mecánica de los fluidos
Editorial
Año Ed.
–. Novena edición. 2000
– McGraw-Hill
Teoría y problemas de McGraw-Hill
1970
Dinámica de fluidos
Mecánica de los fluidos
Tercera edición - 1995
McGraw-Hill
James E.A. John, Introducción a la mecánica Prentice-Hall
1973
William
L. de los fluidos
internacional
Haberman
Frank M. White
Mecánica de fluidos
McGrow-Hill
1988
Alexander J. Smits
Mecánica de fluidos. Una Alfaomega
2003
introducción física
ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS UTILIZADAS:
Clases expositivas.
Talleres grupales en el aula y en la sala de computación.
RECURSOS DIDÁCTICOS UTILIZADOS:
Pizarra y marcador, gráficos pre-elaborados. Ayuda informática (aplicación de
programas suministrados por la cátedra).
PROGRAMA DE EXAMEN :
Idem Analítico