CARRERA

ASIGNATURA

INGENIERIA MECANICA

MECANICA DE LOS FLUIDOS PROGRAMA SINTÉTICO

DISEÑO CURRICULAR: 1995 ORDENANZA C.SUP`. Nº 741 DEPARTAMENTO MECANICA APROBACIÓN C A RES Nº De la CURRICULA ELECTIVA ANUAL 1er. CUATRIMESTRE 2do. CUATRIMESTRE NIVEL:

CUARTO.

TOTAL DE HORAS:

128

HORAS.SEMANALES:

4

OBSERVACIONES

1. Definición de fluido, Ecuación de Newton. Viscosidad. 2. Estática de los fluidos. Principio de Pascal. Ecuación Fundamental de la Hidrostática. Piezómetros. Equilibrio relativo. Fuerzas sobre superficies. 3. Hidrodinámica. Ecuaciones de Euler y Bernoulli. velocidades y caudales. 4. Hidrodinámica de fluidos reales Reynolds. Hagen Poiseuille. Darcy Weisbach. Colebrook. Diagrama de Moody. Hazen y Williams. 5. Regimen impermanente, Golpe de ariete. Teoría de Allevi. 6. Leyes de semejanza. Números adimensionales. 7. Turbomáquinas.Teoría de Euler Pérdidas y rendimientos. 8. Bombas centrífugas operando. Recepción. 9. Empuje ascensional. Perfiles. 10.

Ventiladores y compresores.

OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA El alumno deberá adquirir los conocimientos teóricos y prácticos de los temas comprendidos en la materia. Al finalizar el curso el alumno deberá poder dimensionar cañerías, seleccionar válvulas y accesorios, Seleccionar bombas centrífugas, proyectar instalaciones con cañerías en derivación y en red para distintos fluidos, analizar su funcionamiento, analizar posibilidades de cavitación y golpe de ariete.. VIGENCIA: AÑO 1995

EQUIPO DOCENTE DIRECTOR DE CÁTEDRA: JORGE PABLO ODERIZ - PROF INTERINO ORDINARIO NÚMERO DE DIVISIONES:

UNA (1)

PROFESOR A CARGO DE CADA DIVISIÓN: JORGE PABLO ODERIZ - P.I.O

ARTICULACIÓN CON OTRAS ASIGNATURAS

ASIGNATURAS O CONOCIMIENTOS CON QUE SE VINCULA: CIENCIAS BÁSICAS – FÍSICA - TERMODINÁMICA CORRELATIVAS PARA CURSAR CURSADAS: Termodinámica. APROBADAS: Fisica II. CORRELATIVAS PARA RENDIR EXAMEN FINAL APROBADAS: Termodinámica.

PROGRAMA ANALÍTICO BIBLIOGRAFÍA GENERAL

OBLIGATORIA: 1.

Mecánica de los Fluidos” V. Streeter. Edit. McGraw-Hill Book Co.

2.

“Mecánica de los Fluidos y Máquinas Hidráulicas” C. Mataix. Edit: Ediciones del Castillo S.A. Madrid.

3.

“Turbo Máquinas Hidráulicas” C. Mataix. Ed. ICAI Madrid.

4.

“Mecánica de los Fluidos con aplicaciones en Ingeniería” J. B. Franzini. Edit. McGraw-Hill Book Co

5.

“Bombas Rotativas” R. Focke - Edit. Sudamericana. Buenos Aires.

COMPLEMENTARIA: 1.

"Centifugal and axial flow pumps". Stepanoff A.J. USA. Wiley

2.

“Bombas Centrífugas” I.Karassik - Edit. McGraw-Hill Book Co. New York.

3.

“Flow of Fluidos” Crane Co. – Printed in U.S.A. - Technical Paper Nº 410

4.

“Dinámica de los Fluidos” W. Hughes - Edit. McGraw-Hill Book Co.

5.

Tuberías” tomos I, II, III J. M. Mayol – Edit. Técnicos – Barcelona

DESARROLLO UNIDAD TEMÁTICA: 1.- Fluidos, viscosidad, ecuación de Newton, aplicaciones. CONTENIDOS: Introducción. Definición de fluido ideal y real, propiedades. Ecuación de Newton. Viscosidad dinámica y cinemática. Unidades. Ejercicios de aplicación: Viscosímetro para la determinación de la viscosidad dinámica. Efecto de la viscosidad y potencia disipada: en un cojinete de eje vertical, en platos circulares, en una cruceta de máquina. TIEMPO ASIGNADO: 6 horas UNIDAD TEMÁTICA: 2.- Estática de los Fluidos. CONTENIDOS: Estática de los fluidos. Presión en un punto. Principio de Pascal, Ecuación Fundamental de la Hidrostática. Fuerzas de masa por unidad de masa y fuerzas de superficie. Superficies de nivel. Variación de la presión en fluidos en reposo, compresibles e Incompresibles. Presión absoluta y relativa. Unidades y escalas de presión. Ejercicios de aplicación. TIEMPO ASIGNADO: 6 horas UNIDAD TEMÁTICA: 3.- Manómetros y piezómetros. Manómetros. Piezómetros. Manómetros diferenciales. Manómetro de rama inclinada. Micro manómetro con dos líquidos no miscibles. Ejercicios de aplicación. TIEMPO ASIGNADO: 4 horas UNIDAD TEMÁTICA: 4.- Equilibrio relativo. Equilibrio relativo con fluidos acelerados. Traslación de líquidos. Movimiento horizontal y vertical. Rotación uniforme. Remolino. Ejercicios de aplicación. TIEMPO ASIGNADO: 8 horas

UNIDAD TEMÁTICA: 5.- Fuerzas sobre superficies Fuerzas sobre áreas planas horizontales e inclinadas, rectas y curvas. Centro de gravedad y centro de presiones. Problemas de aplicación. Empuje y Flotación. TIEMPO ASIGNADO: 8 horas UNIDAD TEMÁTICA: 6.- Hidrodinámica Hidrodinámica. Tipos de flujos y características. Ecuación de continuidad. Línea de corriente. Ecuaciones fundamentales de Euler para el movimiento a lo largo de una línea de corriente. Ecuación de Bernoulli. Ecuación de la energía. Primer principio de la termodinámica. Medición de velocidades y caudales. Tubo Pitot. Venturis. Placas orificio. Toberas. TIEMPO ASIGNADO: 8 horas UNIDAD TEMÁTICA: 7.- Hidrodinámica en fluidos reales. Flujo Laminar Efectos de la viscosidad. Experiencia de Reynolds. Número de Reynolds. Flujo laminar y turbulento. Capa límite. Flujo laminar entre placas paralelas y tubos circulares. Ecuación de Hagen-Poiseuille. Distribución de velocidades. Ejercicios de aplicación. TIEMPO ASIGNADO: 12 horas UNIDAD TEMÁTICA: 8.- Hidrodinámica en fluidos reales. Flujo turbulento Flujo turbulento. Ecuación de Darcy-Weisbach. Coeficiente de frote. Formulas de Blasius, Prandt, Nikuradse etc. Fórmula de Colebrook. Diagrama de Moody. Pérdidas de carga generalizadas. Envejecimiento de cañerías. Pérdidas de carga localizadas en accesorios. Longitudes equivalentes. Fórmulas empíricas. Ecuación de Hazen-Williams. Altura de elevación. Ejercicios de aplicación: Proyecto de un acueducto, captación, conducción, diámetro óptimo, altimetría. Circuitos abiertos y cerrados de instalaciones industriales.

Práctica de Laboratorio: Determinación de pérdidas de carga en distintos tipos de cañerías (Acero, HºGº, PVC, PE, etc) y accesorios (válvulas esclusas, globo, a diafragma, curvas, ramales T, etc). TIEMPO ASIGNADO: 12 horas UNIDAD TEMÁTICA: 9.- Cantidad de movimiento. Golpe de Ariete. Ecuación de la cantidad de movimiento. Factor de corrección de la energía cinética. Aplicaciones. Régimen impermanente, oscilaciones de masa, golpe de ariete. Teoría de Allevi. Dispositivos antiariete. TIEMPO ASIGNADO: 6 horas UNIDAD TEMÁTICA: 10.- Semejanza. Leyes de semejanza. Números adimensionales: Reynolds, Mach, Weber, Froude, Euler. Estudio de modelos y prototipos. TIEMPO ASIGNADO: 6 horas UNIDAD TEMÁTICA: 11.- Turbo máquinas. Turbo máquinas. Bombas y turbinas hidráulicas. Teoría de Euler. Triángulos de velocidades en la entrada y salida de rotores, Componentes de la altura de elevación. Grado de reacción. Influencia de los ángulos á 1 y â2 . Forma del álabe. Influencia del número finito de álabes. Teoría del remolino relativo. Correcciones de Stodola y Pfleiderer. Influencia del espesor de las palas. Directrices, rodetes y cámara espiral. Pérdidas y rendimientos. Rendimiento hidráulico, volumétrico, y mecánico. Relación entre los diversos rendimientos. Número específico de revoluciones. Tipos de rodetes. TIEMPO ASIGNADO: 8 horas

UNIDAD TEMÁTICA: 12.- Bombas centrífugas en servicio Bombas centrífugas funcionando en paralelo y en serie. Ensayos de recepción. Selección y especificaciones técnicas. Comportamiento de bombas centrífugas operando con fluidos viscosos. Práctica de Laboratorio: Ensayo de bombas centrífugas trabajando en serie y en paralelo. Práctica de Laboratorio: Ensayo de recepción TIEMPO ASIGNADO: 8 horas

UNIDAD TEMÁTICA: 13.- Empuje ascensional Empuje ascensional y de resistencia en perfiles. Las paletas como alas de sustentación. Perfiles alares. Bombas axiales. TIEMPO ASIGNADO: 4 horas UNIDAD TEMÁTICA: 14.- Ventiladores y compresores Ventiladores y compresores centrífugos y axiales. Generalidades. Cálculo de dimensiones principales. Curvas características. Operación estable e inestable. Punto de funcionamiento. Regulación. Ensayos de recepción. TIEMPO ASIGNADO: 4 horas OBJETIVOS DE LA UT: El alumno deberá adquirir los conocimientos teóricos y prácticos de los temas comprendidos en la materia. Al finalizar el curso el alumno deberá poder dimensionar cañerías, seleccionar válvulas y accesorio, Seleccionar bombas centrífugas, proyectar instalaciones con cañerías en derivación y en red para distintos fluidos, establecer los requisitos de diseño y potencia, analizar su funcionamiento, prever y prevenir posibilidades de cavitación y golpe de ariete. MATERIALES CURRICULARES Bibliografía General y específica de cada unidad. Apuntes de clase de la cátedra. Computadora.

PLANIFICACIÓN DE CÁTEDRA CRONOGRAMA UNIDAD Y /O TEMA

ACTIVIDADES

Clase expositiva Estudio dirigido – Teórico Técnicas grupales - Practica U.T. 2.- Estática de los fluidos Estudio dirigido – Teórico Técnicas grupales - Practica U.T. 3.- Manómetros y piezómetros Estudio dirigido – Teórico Técnicas grupales - Practica U.T. 4.- Equilibrio relativo Estudio dirigido – Teórico Técnicas grupales - Practica U.T. 5.- Fuerzas sobre superficies Estudio dirigido – Teórico Técnicas grupales – Practica Examen de evaluación parcial U.T. 6.- Hidrodinámica Estudio dirigido – Teórico Técnicas grupales – Practica U.T. 7.- Hidrodinámica de fluidos reales Estudio dirigido – Teórico Flujo laminar Técnicas grupales – Practica U.T. 8.- Hidrodinámica de fluidos reales Estudio dirigido – Teórico Flujo turbulento Técnicas grupales – Practica Prácticas de laboratorio U.T. 9.- Régimen impermanente. Estudio dirigido – Teórico Golpe de ariete. Técnicas grupales – Practica U.T. 10 Semejanza. Estudio dirigido – Teórico Modelos y prototipos Técnicas grupales – Practica U.T. 11 Turbomáquinas Estudio dirigido – Teórico Técnicas grupales – Practica Visita guiada a instalaciones de bombeo de Aguas Bonaerenses SA U.T. 12 Bombas centrífugas en servicio Estudio dirigido – Teórico Técnicas grupales – Practica Prácticas de Laboratorio. Visita guiada a instalaciones de bombeo de Aguas Bonaerenses S.A Examen de evaluación parcial U.T. 13 Empuje ascensión Estudio dirigido – Teórico Técnicas grupales - Practica U.T. 14 Ventiladores y compresores Estudio dirigido – Teórico Técnicas grupales - Practica

TIEMPO

U.T. 1.- Presentación de la materia Fluidos. Ecuación de Newton

6 hs. 6 hs. 4 hs. 8 hs.

12 hs. 8 hs. 12 hs.

16 hs. 6 hs. 6 hs.

8 hs.

16 hs. 4 hs. 4 hs.

PLANIFICACIÓN DE CÁTEDRA METODOLOGÍA DIDÁCTICA 1. Dictado de clases teóricas 2. Realizar prácticas grupales asistidas por personal docente 3. Asistencia continua del personal docente. 4. Estrategia de enseñanza en base a preguntas y respuestas, debates, experiencias de laboratorio, talleres, exposiciones y coloquios. 5. Consultas: Se responderán consultas fuera del horario de clases, durante el tiempo necesario para asegurar la enseñanza-aprendizaje., 6. Se efectuarán visitas guiadas a instalaciones y servicios de empresas, vinculadas a temas relacionados con la materia (instalaciones de bombeo, equipos hidroneumáticos, pulmones antiariete, etc.

EVALUACIÓN 1. Evaluación continúa en clase basada en técnica de preguntas y respuestas a fin de determinar el desarrollo de los conocimientos, habilidades y capacidad de análisis. Resolución de problemas. 2. Evaluación de los trabajos prácticos, consiste en: a) Resolución de problemas b) Trabajos de laboratorios (5 trabajos de laboratorio) c) Presentación de un proyecto a ejecutarse por comisiones estimada de cinco alumnos. d) Exámenes parciales sobre temas prácticos. Recuperatorios. 3. Al final del dictado de clase fuera del horario normal, se evacuarán durante el tiempo necesario, las consultas sobre los temas dictados. 4. Modalidad: Examen final

RECURSOS AUXILIARES NECESARIOS 1.

Tiza y pizarrón.

2.

Apuntes de clase de la cátedra.

3.

Computadora.

PLANIFICACIÓN DE CÁTEDRA FORMACIÓN PRÁCTICA: 60 hs. HORAS DE FORMACIÓN EXPERIMENTAL: 10 horas

HORAS DE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE INGENIERÍA: 50 horas

HORAS DE PROYECTO Y DISEÑO:

HORAS DE PRÁCTICA PROFESIONAL SUPERVISADA:

OTRAS CONSIDERACIONES