UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

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1 1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA PROGRAMA ANALÍTICO FIME Nombre de la unidad de aprendizaje: Frecuencia semanal: 1 hrs. Horas presenciales: 14 hrs. Horas de trabajo extra-aula: 6 hrs. Modalidad: Presencial Período académico: Semestral Unidad de aprendizaje: () obligatoria ( X ) optativa Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura ( ) Formación básica profesional ( X ) Formación profesional ( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección Créditos UANL: 3 incluyendo la clase Fecha de elaboración: 15 / 03 / 2013 Fecha de la última actualización: 25 / 11 / 2013 Responsables del diseño: M.A. Adrián Mendoza Ayala Presentación: Esta unidad de aprendizaje se divide en 5 etapas, en la primera etapa trata del funcionamiento de las bombas centrífugas, en la segunda etapa se ve el funcionamiento de bomba de pozo profundo, en la tercera etapa tratamos la segunda ley de Newton, en la cuarta etapa se trata el estudio de las turbinas Pelton y Francis y en la quinta etapa se ven los sistemas de distribución de aire.

2 2 Propósito: Esta unidad de aprendizaje tiene como finalidad permitir a los estudiantes de ingeniería adquirir los conocimientos para analizar el funcionamiento de los equipos hidráulicos, seleccionar los de mayor satisfacción así como dar solución a los problemas de funcionamiento, con base en análisis y comprobaciones de ecuaciones fundamentales observando el funcionamiento de los diferentes equipos. Competencias del perfil de egreso: a. Competencias de la Formación General Universitaria a las que contribuye esta unidad de aprendizaje: Esta unidad de aprendizaje contribuye al desarrollo de las siguientes competencias generales: Competencias instrumentales: Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal de acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y expresar ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque ecuménico. Elabora propuestas académicas y profesionales inter, multi y transdisciplinarias de acuerdo a las mejores prácticas mundiales para fomentar y consolidar el trabajo colaborativo. Competencias personales y de interacción social Interviene frente a los retos de la sociedad contemporánea en lo local y global con actitud crítica y compromiso humano, académico y profesional para contribuir a consolidar el bienestar general y el desarrollo sustentable. Competencias integradoras Resuelve conflictos personales y sociales conforme a técnicas específicas en el ámbito académico y de su profesión para la adecuada toma de decisiones.

3 3 b. Competencias específicas del perfil de egreso a las que contribuye la unidad de aprendizaje: Analizar los sistemas de bombeo hidráulico mediante la realización de pruebas de operación y funcionamiento para detectar fallas y mejorar el rendimiento en los equipos de bombeo hidráulico.

4 4 Representación gráfica Instrumentales Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal de acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y expresar ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque ecuménico Analizar los sistemas de bombeo hidráulico mediante la realización de pruebas de operación Analizar el método de placa como el funcionamiento y componentes hidráulicos con el uso del sistema de bombeo hidráulico para medir el gasto del sistema Elabora propuestas académicas y profesionales inter, multi y transdisciplinarias de acuerdo a las mejores prácticas mundiales para fomentar y consolidar el trabajo colaborativo Analizar los sistemas de bombeo hidráulico mediante la realización de pruebas de funcionamiento para detectar fallas Analizar el funcionamiento de la bomba de pozo profundo en base a las pruebas de operación o funcionamiento de la bomba para encontrar fallas y problemas de operación de la bomba de pozo profundo Competencias de la Unidad de Aprendizaje Personales y de Interacción Social Integradoras Interviene frente a los retos de la sociedad contemporánea en lo local y global con actitud crítica y compromiso humano, académico y profesional para contribuir a consolidar el bienestar general y el desarrollo sustentable Resuelve conflictos personales y sociales conforme a técnicas específicas en el ámbito académico y de su profesión para la adecuada toma de decisiones Analizar los sistemas de bombeo hidráulico y mejorar el rendimiento en los equipos de bombeo hidráulico Analizar los sistemas de bombeo hidráulico para detectar fallas y mejorar el rendimiento en los equipos de bombeo hidráulico Analizar la segunda ley de newton con el sistema de bombeo hidráulico para encontrar la fuerza ejercida por el flujo de agua sobre una superficie en reposo Analizar la operación de las turbinas Pelton y Francis con el sistema hidráulico a través de su funcionamiento para observar su comportamiento de operación Identificar el comportamiento del aire realizando las mediciones necesarias en el ducto para calcular la velocidad y cantidad de flujo que mueve el aparato

5 5 Unidad temática 1: Medición de flujo a través de una tubería. Competencias particulares: Analizar el método de placa como el funcionamiento y componentes hidráulicos con el uso del sistema de bombeo hidráulico para medir el gasto del sistema. Elementos de Competencia Analizar la medición de flujo a través de la tubería por medio del método de placa para conocer el gasto del sistema. Analizar el comportamiento de un equipo de bombeo mediante las gráficas de operación para optimizar el funcionamiento del equipo y evitar la cavitación Evidencias de aprendizaje Reporte de medición de flujo a través de una tubería prueba de construcción de la curva de operación del equipo de bombeo. relación del NPSH y cavitación Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos Reporte de medición de flujo a través de una tubería: Conclusión. prueba de construcción de la curva de operación del equipo de bombeo: Conclusión relación del NPSH y cavitación: Conclusión Realizar las mediciones necesarias en una máquina de bombeo para conocer el flujo a través de la tubería de lo cual debe entregar un reporte Realizar las mediciones necesarias en una máquina de bombeo para calcular el gasto de lo que deberá entregar un reporte. Realizar un reporte del cuestionario de la relación del NPSH y cavitación Hidráulica. Descripción equipo hidráulico. Sistemas de unidades ingles e internacional. Banco de pruebas. Folleto. Internet.

6 6 Unidad temática 2: Funcionamiento de una bomba de pozo profundo. Competencias particulares: Analizar el funcionamiento de la bomba de pozo profundo en base a las pruebas de operación o funcionamiento de la bomba para encontrar fallas y problemas de operación de la bomba de pozo profundo. Elementos de Competencia Describir el funcionamiento de la bomba de pozo profundo mediante su operación para detectar sus fallas y problemas de operación. Evidencias de aprendizaje Reporte la partes de la bomba de pozo profundo. Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos Reporte la partes de la bomba de pozo profundo: Elaboración de cálculos correctos. Graficas de bomba de pozo profundo. Conclusión.. Realizar un reporte de la Identificación las partes principales de la bomba de pozo profundo realizando una prueba en la bomba de pozo profundo para obtener el gasto y carga, obteniendo la curva característica de la bomba. Descripción de la bomba de pozo profundo. Hidráulica. Sistemas de unidades ingles e internacional.. Mediciones de Carga Mediciones de Gasto. Banco de pruebas. Folleto. Libros. Internet.

7 7 Unidad temática 3: Segunda ley de newton Competencias particulares: Analizar la segunda ley de newton con el sistema de bombeo hidráulico para encontrar la fuerza ejercida por el flujo de agua sobre una superficie en reposo. Elementos de Competencia Analizar la segunda ley de Newton operando el banco hidráulico con diferentes aspas para comprobar que las fuerzas producidas dependen de la forma y posición de la superficie. Evidencias de aprendizaje fuerza aplicada en la superficie plana. fuerza aplicada en la superficie curva. Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos fuerza aplicada en la superficie plana: Gráfica, fuerza contra velocidad aspa plana. Gráfica, fuerza contra velocidad aspa inclinada. Gráfica, fuerza contra velocidad aspa curva Conclusión.. fuerza aplicada en la superficie curva: Gráfica, fuerza contra velocidad aspa plana. Gráfica, fuerza contra velocidad aspa inclinada. Gráfica, fuerza contra velocidad aspa curva Conclusión Realizar un reporte de la fuerza aplicada sobre la superficie plana por medio del dinamómetro, incluyendo la gráfica de fuerza contra velocidad. Realizar un reporte de la fuerza aplicada sobre la superficie curva por medio del dinamómetro, incluyendo la gráfica de fuerza contra velocidad Descripción equipo hidráulico. Descripción de aparato para medir la fuerza en superficies. Hidráulica. Segunda ley de Newton. Sistemas de unidades ingles e internacional. Banco de pruebas. Folleto. Libros. Internet.

8 8 Elementos de Competencia Evidencias de aprendizaje fuerza aplicada en la superficie inclinada Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos fuerza aplicada en la superficie inclinada: Metodología de Solución. Elaboración de cálculos correctos. Gráfica, fuerza contra velocidad aspa plana. Gráfica, fuerza contra velocidad aspa inclinada. Gráfica, fuerza contra velocidad aspa curva Conclusión Realizar un reporte de la fuerza aplicada sobre la superficie inclinada por medio del dinamómetro, incluyendo la gráfica de fuerza contra velocidad Descripción equipo hidráulico. Descripción de aparato para medir la fuerza en superficies. Hidráulica. Segunda ley de Newton. Sistemas de unidades ingles e internacional. Banco de pruebas. Folleto. Libros. Internet.

9 9 Unidad temática 4: Funcionamiento turbinas Pelton y Francis Competencias particulares: Analizar la operación de las turbinas Pelton y Francis con el sistema hidráulico a través de su funcionamiento para observar su comportamiento de operación. Elementos de Competencia Analizar la operación de las turbinas Pelton y Francis con el sistema hidráulico a través de su funcionamiento para observar su comportamiento de operación Evidencias de aprendizaje prueba a la rueda Pelton. rueda Pelton con carga mecánica y trabajo en vacío Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos prueba a la rueda Pelton: Grafica de operación turbina Francis. Grafica de operación turbina Pelton. Conclusión. rueda Pelton con carga mecánica y trabajo en vacío: Grafica de operación turbina Francis. Grafica de operación turbina Pelton. Conclusión Realizar prueba a la rueda Pelton con carga mecánica para identificar el comportamiento del motor de impulso tangencial con diferentes cargas, incluyendo las gráficas de operación de lo que debe realizar un reporte. Realizar prueba a la rueda Pelton con carga mecánica y trabajo en vacío para identificar el comportamiento de esta incluyendo las gráficas de operación de lo que debe realizar un reporte Descripción de la turbina Francis. Descripción de la turbina Pelton. Hidráulica. Sistemas de unidades ingles e internacional. Banco de pruebas. Folleto. Libros. Internet.

10 10 Elementos de Competencia Evidencias de aprendizaje prueba a la rueda Francis. Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos prueba a la rueda Francis. Grafica de operación turbina Francis. Grafica de operación turbina Pelton. Conclusión Realizar prueba a la rueda Francis con carga mecánica para identificar el comportamiento del motor de impulso tangencial con diferentes cargas, incluyendo las gráficas de operación de lo que debe realizar un reporte. Descripción de la turbina Francis. Descripción de la turbina Pelton. Hidráulica. Sistemas de unidades ingles e internacional. Banco de pruebas. Folleto. Libros. Internet. rueda Francis con carga mecánica y trabajo en vacío rueda Francis con carga mecánica y trabajo en vacío Grafica de operación turbina Francis. Grafica de operación turbina Pelton. Conclusión Realizar prueba a la rueda Fracis con carga mecánica y trabajo en vacío para identificar el comportamiento de esta incluyendo las gráficas de operación de lo que debe realizar un reporte

11 11 Unidad temática 5: Sistemas de distribución de aire Competencias particulares: Identificar el comportamiento del aire realizando las mediciones necesarias en el ducto para calcular la velocidad y cantidad de flujo que mueve el aparato. Elementos de Competencia Analizar las presiones de velocidad en las diferentes áreas del ducto mediante la realización de mediciones transversales para obtener la presión de velocidad promedio Evidencias de aprendizaje s mediciones de velocidad del aire. Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos s mediciones de velocidad del aire: Metodología de Solución. Elaboración de cálculos correctos. Grafica de operación turbina Francis. Grafica de operación turbina Pelton. Conclusión. Realizar un reporte de las mediciones de velocidad del aire en las diferentes secciones del ducto para compararlas entre sí incluyendo la tabla comparativa Banco de pruebas. Folleto. Libros. Internet.

12 12 Evaluación integral de procesos y productos (ponderación /evaluación sumativa) Evidencia Ponderación Reporte de medición de flujo a través de una tubería 5 prueba de construcción de la curva de operación del equipo de bombeo. 5 relación del NPSH y cavitación 6 Reporte la partes de la bomba de pozo profundo 6 fuerza aplicada en la superficie plana. 5 fuerza aplicada en la superficie curva. 5 fuerza aplicada en la superficie inclinada 5 prueba a la rueda Pelton. 5 rueda Pelton con carga mecánica y trabajo en vacío 7 prueba a la rueda Francis. 7 rueda Francis con carga mecánica y trabajo en vacío 7 s mediciones de velocidad del aire. 7 Producto integrador de aprendizaje: Producto integrador 30 % Al finalizar esta unidad de aprendizaje el estudiante deberá entregar un portafolio con todos los reportes en los cuales deben incluir una reflexión de los datos obtenidos en las actividades realizadas, así como debe incluir una aplicación en la industria Fuentes de apoyo y consulta: Libro: Autor: Editorial: Hydraulic Institute for Centrifugal, Rotary &Reciprocants Pumps. HydaulicInstitute

13 13 Libro: Autor: Editorial:Limusa Bombas, Teoría, Diseño y Aplicaciones Manuel Viejo Zubicaray Libro: Turbo Maquinas Hidráulicas Autor: Manuel Polo Encinas Editorial: Limusa Libro: Bombas Centrífugas Autor: Igor J. Karassik y Roy Carter Editorial: Cecsa Libro: Máquinas Hidráulicas Autor: José L. de Parres Editorial: Bolivar Libro: Energía Hidroeléctrica Autor: Manuel Viejo Zubicaray Editorial: Limusa Libro: Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas Autor: Claudio Mataix Editorial: Harla Libro: Curso de Máquinas Hidáulicas Autor: Miguel Reyes Aguirre Editorial: UNAM Libro: Elementos de Hidráulica General y Aplicada con Motores Hidráulicos Autor: Rubio Sanjuán Editorial: Labor, S.A.

14 14 Libro: Manual de Pozos Pequeños Autor: Ulric D. Gibson & Singer Editorial: Limusa Libro: American Society of Mechanical Engineers ( ASME) Glossary of Terms Used in the Measurement of Fluid Flow in Pipes Standard ANSI/ASME MFC- IM Libro : Industrial Ventilation Autor: A. Manual of Recommended Practice Comité on Industrial Ventilation Po Box Libro: National Fire Codes Autor: National Fire Protection Association ( NFPA) Libro: Prontuario de Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado Autor: Progres, F Libro: Serie de Flujo de Fluidos ( 4 Tomos) Autor: Bombas, Compresores, Válvulas y Flujo de Fluidos. CraneCompany Editorial: Mc. Graw- Hill o Tema: Selección de bomba centrifuga tamaño e interpretación de curvas de rendimiento Liga: Fecha última revisión:

15 15 Revista: Año: 2010 # de revista: /10 Mes: Junio Nombre del artículo: Back tobasicswithcentrifugalpumps Autor: Waterworks Museum ( Perfil del docente: El profesor debe poseer un nivel académico superior al de los programas educativos que imparte, así como ser competente en el manejo de las TIC s y contextos pedagógicos que le permita fomentar ambientes de aprendizaje participativos para contribuir a la formación integral del estudiante. Ficha bibliográfica del profesor: M.A. Adrián Mendoza Ayala Ingeniero Mecánico Electricista, Maestría en Administración con especialidad en Relaciones Industriales

16 16 JEFATURA DE ACADEMIA JEFATURA DE DEPARTAMENTO COORDINACIÓN DE LA DIVISIÓN SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA DE MECÁNICA