Competencias desarrolladas en la asignatura:

Competencia de Módulo: M02 – Común a la rama Industrial

- M02R2: Conocimiento de los principios básicos de la mecánica de fluidos y su aplicación a la resolución de problemas en el campo de la ingeniería. Cálculo de tuberías, canales y sistemas fluidos.

Resultados de aprendizaje:

- Realización de cálculos e informes de instalaciones hidráulicas y sistemas de fluidos compresibles

(Temario)

Tema 1 INTRODUCCIÓN A LA MECÁNICA DE FLUIDOS

Ámbito de la mecánica de fluidos. Breve historia de la mecánica de fluidos. Hipótesis del medio continuo. Definición de fluido. Dimensiones y unidades. Propiedades físicas de los fluidos. Fuerzas que actúan sobre la masa fluida.

Tema 2 ESTÁTICA DE FLUIDOS

Presión en un punto. Ley de Pascal. Variación de la presión en el seno de un fluido en reposo. Ley general de la fluidoestática. Medidas de la presión. Fuerzas sobre superficies. Mecánica de cuerpos flotantes y sumergidos. Movimiento del sólido rígido.

Tema 3 TEMA 3. CONCEPTOS FUNDAMENTALES UTILIZADOS EN EL ANÁLISIS DE FLUJO.

Visualización del campo de velocidades. Descripción y clasificación del movimiento fluido. Concepto de capa límite. Conceptos: tubo de corriente, caudal volumétrico y caudal másico, velocidad media. Teorema del transporte de Reynolds. Ecuación de continuidad.

Tema 4 ECUACIÓN DE LA ENERGÍA

Ecuación de la energía. La ecuación de la energía mecánica. Definición de pérdidas de energía. Ecuación de Bernoulli en régimen permanente. Constancia de la cota piezométrica. Conceptos relacionados con términos de energía por unidad de tiempo (potencia).

Tema 5 MOVIMIENTO DE FLUIDOS NO VISCOSOS INCOMPRESIBLES

Aplicación de la ecuación de Bernoulli para un fluido incompresible en régimen permanente.Tiempo de vaciado de un depósito.

Tema 6 FLUJO NO VISCOSO COMPRESIBLE. DERRAME ISOENTRÓPICO DE GASES PERFECTOS

Ecuación de Bernoulli en gases. Ecuación de Saint-Venant. Diferencia de comportamiento entre fluidos compresibles e incompresibles en derrame isoentrópico. Conceptos: estado generador, estado crítico, velocidad límite. Teoremas de Hugoniot. Aplicación al diseño de toberas y difusores.

Tema 7 TEOREMA DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO LINEAL

Teorema de cantidad de movimiento. 1er Teorema de Euler. Aplicaciones del teorema de cantidad de movimiento.

Tema 8 HOMOGENEIDAD Y SEMEJANZA

Necesidad de los ensayos experimentales a escala. Homogeneidad: Teorema ¿ o de Vaschy ¿ Buckingham. Semejanza mecánica de los movimientos fluidos.

Tema 9 FLUJO VICOSCOS INCOMPRESIBLE

Introducción. Transporte de fluidos en conductos a presión. Ecuaciones del movimiento fluido. Pérdidas de energía (Pérdidas de carga). Diagrama de alturas de energía. Cálculo de tuberías. Transporte de fluidos en canales abiertos: Clasificación del movimiento de un fluido en un canal abierto. Ecuación general del movimiento permanente no uniforme en corrientes abiertas. Movimiento permanente uniforme en corrientes abiertas.

Tema 10 INTRODUCCIÓN A LA CFD (MECÁNCA DE FLUIDOS COMPUTACIONAL)

Concretar cuál es el dominio fluido y cuáles son los fenómenos físicos importantes en el problema objeto de estudio, y mediante un código CFD (computational fluid dynamics) simular dicho problema



CONTENIDO DEL LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS:



EXPERIMENTO 1: DISPOSITIVO DE PRESIÓN HIDROSTÁTICA Y MANOMETRÍA

EXPERIMENTO 2: DEMOSTRACIÓN DE CAVITACIÓN

EXPERIMENTO 3: DISPOSITIVO DE IMPACTO DE CHORRO

EXPERIMENTO 4: DEMOSTRACIÓN DEL PRINCIPIO DE BERNOULLI

EXPERIMENTO 5: CALIBRACIÓN DE TOBERAS Y VERTEDEROS

EXPERIMENTO 6: MEDIDA DE PÉRDIDAS DE CARGA PRIMARIAS Y SECUNDARIAS



*Nota: El programa de laboratorio es orientativo, se podrán sustituir o modificar las prácticas de laboratorio por necesidades de infraestructura

Existen 4 tareas evaluables con diferente peso en la nota final:

T1 – Examen final: 60 % (Para aprobar la asignatura se debe obtener una calificación mínima de 4 en este apartado)

T2 – Prácticas de laboratorio: 20 %

T3 – Seminarios: 10 %

T4 – Problemas: 10 %



T1 – Examen final (trabajo individual): Consta de una parte teórica (sin apoyo de apuntes) y otra parte de problemas de aplicación (con apoyo de apuntes). En cada una de ellas se exige una nota mínima de 3,0 ptos, de lo contrario el examen estará suspendido (con la calificación de la parte no superada). La parte teórica y la práctica tendrán un peso sobre la nota del examen (40% teoría, 60% práctica). Tienen derecho a presentarse al examen, sólo aquellos alumnos que estén oficialmente matriculados de la asignatura. Solamente existe un examen de toda la asignatura en cada convocatoria, no existen exámenes parciales intermedios.

T2 – Prácticas de laboratorio (trabajo cooperativo - por grupos): Se evaluará el trabajo previo (cuestionarios), la asistencia, la ejecución experimental en el laboratorio, tratamiento de datos y conclusiones obtenidas en cada experimento (informes), así como una prueba final para evaluar los conocimientos adquiridos en el laboratorio. Al inicio del curso se constituirán los equipos de trabajo para desarrollar esta tarea. La dinámica de las prácticas (formación de grupos, trabajo en laboratorio, entregables) será explicado en su momento por el profesor asignado a las prácticas.



T3 – Seminarios (trabajo cooperativo – por grupos): En las 3 sesiones de seminario se evaluará la presentación oral de los alumnos y discusión (preguntas, dudas, comentarios planteados por los alumnos al orador), centrado en el desarrollo de la experiencia adquirida en los experimentos de laboratorio (tarea T2) y su aplicación a casos reales de ingeniería. Al inicio del curso se constituirán los equipos de trabajo para desarrollar esta tarea.



T4 – Problemas (trabajo individual): Se realizarán a lo largo del curso 3 ejercicios individuales evaluables durante las sesiones normales de prácticas de aula.



Para aprobar la asignatura la calificación final debe de ser mínimo 5,0, siendo condición indispensable obtener una calificación mínima de 4,0 en la tarea T1 (examen final).



Para el correcto desarrollo de estas 4 tareas el alumno cuenta con el apoyo y explicaciones del profesor desarrolladas durante las sesiones de las 4 modalidades docentes: clase magistral, prácticas de aula, prácticas de laboratorio y seminario.

La calificación de las tareas T2, T3 y T4 sólo es válida para el curso vigente. No se guardan para el siguiente curso.



En el caso de que las condiciones sanitarias impidan la realización de una actividad docente y/o evaluación presencial, se activará una modalidad no presencial de la que los/las estudiantes serán informados puntualmente.

EVALUACIÓN y TAREAS: el sistema de evaluación de la asignatura, corresponde al sistema de evaluación continua.



Existen 4 tareas evaluables con diferente peso en la nota final:



T1 Exámen final: 60 %

T2 Prácticas de laboratorio: 20 %

T3 Seminarios: 10%

T4 Problemas: 10%



Para aprobar la asignatura en esta convocatoria la calificación final debe de ser mínimo 5,0, teniendo en cuenta todas las tareas (T1, T2, T3 y T4), siendo condición indispensable obtener una calificación mínima de 4,0 en la tarea T1 (examen final-ver apartado metodología). Si la nota en la tarea T1 es menor de 4,0, la calificación final será esa nota de la tarea T1.

La prueba de examen final será la misma en todos los grupos de la asignatura.

Si una persona no se presenta a la tarea T1, se supondrá que renuncia a ser evaluada en la convocatoria ordinaria.

En la convocatoria ordinaria, el alumno puede ser evaluado mediante el sistema de evaluación final (examen por el 100% de la asignatura), si así lo solicita al profesor responsable del Grupo en el que se haya matriculado (por escrito, mediante correo electrónico, dentro del plazo establecido de las primeras 9 semanas del curso). En este caso la estructura del examen final por el 100% de la asignatura mantendrá idénticos porcentajes y criterios de cálculo de la nota final distribuidos entre las 4 tareas de la asignatura T1, T2, T3 y T4 (mediante ejercicios específicos de cada tarea), comentados anteriormente para el sistema de evaluación continua.

- Libro de notas de clase de Mecánica de Fluidos, 2016, Departamento de Ingeniería Nuclear y Mecánica de Fluidos.
- Recopilación de problemas de Mecánica de Fluidos, 2016, Departamento de Ingeniería Nuclear y Mecánica de Fluidos.
- Cuaderno de Prácticas de Laboratorio, 2016, Departamento de Ingeniería Nuclear y Mecánica de Fluidos.

Bibliografía básica

- Çengel, Y. A. Y Cimbala, J. M. Mecánica de fluidos, fundamentos y aplicaciones, McGraw-Hill, 2006.

- Franzini, J. B. y Finnemore, E. J. Mecánica de Fluidos con aplicaciones en Ingeniería, 9º edición, McGraw-Hill. España. 1997.

- Gerhart, P. M., Gross, R. J. y Hochstein, J. I. Fundamentos de Mecánica de Fluidos, 2ª edición. Ed. Addison ¿ Wesley Iberoamericana S. A., 1995.

- White, F.M. Mecánica de Fluidos, 5ª edición. Ed. McGraw-Hill, 2004

- Fox, R. W. y McDonald, A. T. Introducción a la Mecánica de Fluidos, 4ª edición, McGraw¿Hill Interamericana de Méjico, S. A., 1995.

- Agüera, J. Mecánica de Fluidos Incompresibles y Turbomáquinas Hidráulicas, 5ª edición actualizada, Ed. Ciencia 3, S. L., 2002

- Mataix, C. Mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas, segunda edición, Ediciones del Castillo, 1986.

- Mott, R. L. Mecánica de fluidos aplicada, 4ª edición, Prentice may, 1996.

- Pastor, J. : 'Mecánica de fluidos, Tomo I y II'. Sección de publicaciones de la ETSI. De Bilbao 1992

- Streeter, V. L., Wylie, E. B. y Bedford, K. W. Mecánica de fluidos, 9ª ed., McGraw-Hill, 2000

Bibliografía de profundización

- Barrero A., M. Pérez-Saborid, Fundamentos y aplicaciones de la Mecánica de Fluidos. Mc Graw Hill, 2005
- Batchelor, G. K. Introducción a la dinámica de fluidos, Ministerio de Medio Ambiente, 1997
- Crespo, A. Mecánica de fluidos, Ed. Thomson, 2006
- Kundu, P. K. y Cohen, I. M. Fluid Mechanics. Academic Press, 2002
- Landau, L. D. y Lifshitz, E. M. Fluid Mechanics. Butterworth-Heinemann, 1990
- Shames, I. H. Mecánica de Fluidos, McGraw ¿ Hill, 1995

Revistas

- Computers and Fluids
- European Journal of Mechanics. Series B. Fluids
- Experimental Thermal and Fluid Science
- Experiments in Fluids
- Flow Measurement and Instrumentation
- Fluid Dynamics Research
- Geophysical and Astrophysical Fluid Dynamics
- International Journal of Multiphase Flow
- International Journal of Heat and Fluid Flow
- International Journal of Heat and Mass Transfer
- Journal of Fluid Mechanics
- Journal of Fluids Engineering
- Jou