EH - Energía Hidráulica

Transcripción

1 Unidad responsable: Unidad que imparte: Curso: Titulación: Créditos ECTS: EPSEM - Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Manresa EMIT - Departamento de Ingeniería Minera, Industrial y TIC GRADO EN INGENIERÍA DE RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINEROS (Plan 2012). (Unidad docente Obligatoria) 6 Idiomas docencia: Catalán Profesorado Responsable: Yubero De Mateo, Maria Teresa Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura Específicas: 1. Características mecánicas de los fluidos. 2. Conocimiento de la formulación general de la hidrostática. 3. Conocimiento de las ecuaciones de movimiento de fluidos. 4. Conocimiento del movimiento en tuberías, incluyendo la conservación de la energía y el análisis de de pérdidas de carga. 5. Análisis del funcionamiento de bombas. 6. Aprovechamiento de la energía hidràulica.turbines. Transversales: 7. TRABAJO EN EQUIPO - Nivel 3: Dirigir y dinamizar grupos de trabajo, resolviendo posibles conflictos, valorando el trabajo hecho con las otras personas y evaluando la efectividad del equipo así como la presentación de los resultados generados. 8. COMUNICACIÓN EFICAZ ORAL Y ESCRITA - Nivel 3: Comunicarse de manera clara y eficiente en presentaciones orales y escritas adaptadas al tipo de público y a los objetivos de la comunicación utilizando las estrategias y los medios adecuados. 9. SOSTENIBILIDAD Y COMPROMISO SOCIAL - Nivel 1: Analizar sistémica y críticamente la situación global, atendiendo la sostenibilidad de forma interdisciplinaria así como el desarrollo humano sostenible, y reconocer las implicaciones sociales y ambientales de la actividad profesional del mismo ámbito. 10. APRENDIZAJE AUTÓNOMO - Nivel 3: Aplicar los conocimientos alcanzados en la realización de una tarea en función de la pertinencia y la importancia, decidiendo la manera de llevarla a cabo y el tiempo que es necesario dedicarle y seleccionando las fuentes de información más adecuadas. Metodologías docentes Clases magistrales acompañadas de ejercicios prácticos. Objetivos de aprendizaje de la asignatura Obtención de los conocimientos de los principios de mecánica de fluidos e hidráulica. Aplicación de las ecuaciones del movimiento de fluidos en casos de ingeniería relacionados con conducciones a presión. Solución de problemas tecnológicos. 1 / 8

2 Horas totales de dedicación del estudiantado Dedicación total: 150h Horas grupo grande: 30h 20.00% Horas grupo mediano: 0h 0.00% Horas grupo pequeño: 30h 20.00% Horas actividades dirigidas: 0h 0.00% Horas aprendizaje autónomo: 90h 60.00% 2 / 8

3 Contenidos 1: Características mecánicas de los fluidos Dedicación: 14h Grupo grande/teoría: 4h Grupo pequeño/laboratorio: 2h Aprendizaje autónomo: 8h Hidráulica: definición. Magnitudes fundamentales. Concepto de fluido. Masa y peso. Viscosidad. Tensión Superficial. Presión de vapor: Cavitación. Clases magistrales de los conceptos básicos. Clases prácticas y trabajos dirigidos. Al terminar este apartado el alumno debe adquirir los conceptos básicos sobre mecánica del fluido que serán fundamentales para entender los temas posteriores. 2: Hidrostática Dedicación: 32h Grupo grande/teoría: 6h Grupo pequeño/laboratorio: 6h Aprendizaje autónomo: 20h Ecuación general de la hidrostática. Concepto de empuje. Empuje sobre una superficie plana y curva. Sólidos completamente sumergidos: Principio d'arquímedes. Clases magistrales de los conceptos básicos. Profundización de los temas explicados en las clases magistrales mediante trabajos tutelados. Las conclusiones se exponen en clase. Realización de clases prácticas. Al terminar este apartado el alumno ha de adquirir los conocimientos necesarios para entender los conceptos d'empenta hidrostática. Determinación del centro de presiones de una superficie plana y curva y adquirir un concepto básico como es el concepto de la subpresión en el contacto estructura- terreno. 3 / 8

4 3: Conceptos y ecuaciones fundamentales en el movimiento de los fluidos Dedicación: 24h Grupo grande/teoría: 6h Grupo pequeño/laboratorio: 4h Aprendizaje autónomo: 14h Descripción del movimiento. Ecuación de continuidad aplicada a un tubo de flujo. Ecuación de flujo de la cantidad de movimiento: aplicación a un tubo de flujo. Ecuación del balance de energía: Trinomio de Bernoulli. Clases magistrales de conceptos básicos. Desarrollo de los temas explicados en clase mediante trabajos tutelados. Las conclusiones serán expuestas en clase. Realización de clases prácticas. Al terminar este apartado el alumno ha de adquirir los conocimientos necesarios para entender el significado físico y la aplicación de la ecuación de continuidad, ecuación de la cantidad de movimiento y la ecuación de energía. 4: Movimiento a presión Dedicación: 40h Grupo grande/teoría: 12h Grupo pequeño/laboratorio: 4h Aprendizaje autónomo: 24h Ecuaciones de movimiento. Pérdidas de energía: altura piezométrica. Pérdidas de energía repartidas y locales. Definición de régimen turbulento liso, intermedio y rugoso. Coeficiente de fricción de Darcy- Weisbach. Ábaco de Moody: discusión y análisis de la influencia del grado de turbulencia. Clases magistrales de conceptos básicos. Desarrollo de los temas explicados en clase mediante trabajos tutelados. Las conclusiones serán expuestas en clase. Realización de clases prácticas. Al terminar este apartado el alumno habrá realizado un repaso de las ecuaciones básicas y planteamiento de la obtención de las pérdidas de energía en una conducción a presión. Comprender el concepto de pérdidas de energía repartidas y pérdidas de energía locales y su obtención práctica. 4 / 8

5 5: Elevación de líquidos mediante bombas hidráulicas Dedicación: 18h Grupo grande/teoría: 4h Grupo pequeño/laboratorio: 4h Aprendizaje autónomo: 10h Impulsiones mediante bombas. Potencia y curvas características de una bomba. Elementos de una impulsión. Transitorios en conducciones a presión. Clases magistrales de conceptos básicos. Desarrollo de los temas explicados en clase mediante trabajos tutelados. Las conclusiones serán expuestas en clase. Realización de clases prácticas. Al terminar este apartado el alumno debe adquirir los conocimientos necesarios para el dimensionamiento y cálculo de un sistema de impulsión en régimen permanente. 6: Cavitación Dedicación: 7h Grupo grande/teoría: 2h Grupo pequeño/laboratorio: 1h Aprendizaje autónomo: 4h Naturaleza del fenómeno. Condiciones de cavitación. Altura neta disponible (NPSHd) y altura neta necesaria (NPSHr). Variación del NPSH con el caudal. Influencia de la altitud y de la temperatura. Clases magistrales de conceptos básicos. Desarrollo de los temas explicados en clase mediante trabajos tutelados. Las conclusiones serán expuestas en clase. Realización de clases prácticas. Al terminar este apartado el alumno debe adquirir los conocimientos necesarios para identificar posibles fenómenos de cavitación. 5 / 8

6 7: Turbinas Dedicación: 15h Grupo grande/teoría: 2h Grupo pequeño/laboratorio: 3h Aprendizaje autónomo: 10h Aprovechamiento de la energía hidráulica: saltos de agua. Potencia del salto. Nociones sobre turbinas hidráulicas: turbinas de acción (Turbina Pelton) y turbinas de reacción (Turbinas FRANCIS y KAPLAN). Velocidad específica de una turbina. Clases magistrales de conceptos básicos. Realización de clases prácticas. Al terminar este apartado el alumno debe adquirir los conocimientos necesarios para la realitazació obras e instalaciones hidráulicas. Saber planificar y gestionar los recursos hidráulicos. 6 / 8

7 Planificación de actividades 1: PRUEBA INDIVIDUAL DE EVALUACIÓN 1 Dedicación: 10h Grupo mediano/prácticas: 2h Aprendizaje autónomo: 8h Realización individual en el aula de un examen escrito. Corrección por parte del profesor. Material de soporte: Preguntas teóricas Descripción de la entrega esperada y vínculos con la evaluación: Contestar las preguntas teóricas. La nota obtenida representa el 60% de la nota final. Evaluar los conocimientos adquiridos por los alumnos de los conceptos teóricos expuestos en clase. 2: PRUEBA DE EVALUACIÓN 2 Dedicación: 30h Grupo mediano/prácticas: 6h Aprendizaje autónomo: 24h La evaluación continua consiste en hacer diferentes actividades, tanto individuales como de grupo, de carácter formativo, realizadas durante el curso (dentro del aula y fuera de esta) Material de soporte: Preguntas prácticas. Descripción de la entrega esperada y vínculos con la evaluación: Resolución por parte del alumno de los casos prácticos plantejats.la nota obtenida representa el 40% de la nota final. Las pruebas de evaluación continua tienen la finalidad de autoaprendizaje con un conjunto de ejercicios de aplicación. Sistema de calificación La calificación final se calculará de la siguiente manera: Nfinal = 0,60 Nex-1 + 0,40 Nex-2 Nfinal: Calificación final. Nex-1: Calificación de la prueba individual 1. Nex-2: Calificación de la prueba individual 2. 7 / 8

8 Normas de realización de las actividades Se deberán realizar todas las actividades de evaluación continua en el periodo programado, en el caso que no se presente alguna de las actividades, se considerará como puntación cero. Hay que obtener una nota igual o superior a 3 en el examen para hacer media con las actividades de evaluación continua. Bibliografía Básica: Chow, Ven Te ; Maidment, David R. ; Mays, Larry W. Hidrología aplicada. Santa Fe de Bogotá: McGraw Hill Interamericana,, ISBN Lencastre, A. ; Robles García, Camilo. Manual de ingeniería hidráulica. Reedició en castellà. Pamplona: Universidad Pública de Navarra, ISBN Munson, B. R.; Young, D. F.; Okiishi, T. H. Fundamentos de mecánica de fluidos. México: Limusa - Wiley, ISBN Puertas Agudo, J. ; Sánchez Juny, Martí. Hidráulica. Madrid: Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, ISBN Manual de Uralita: vol 2. Madrid: Paraninfo, ISBN Complementaria: Sotelo Ávila, Gilberto. Hidráulica general: fundamentos. México [etc.]: Limusa, ISBN Streeter, Victor L; Wylie, E. Benjamin; Bedford, Keith W; Saldarriaga, Juan G. Mecánica de fluidos. 9a ed. México [etc.]: McGraw-Hill, cop ISBN / 8