UTN - FRBA. 1. Estrategias metodológicas. 2. Criterios de evaluación. Plan Anual de Cursada 2011 Pág. 1 de 6. Hidráulica Gral.

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1 Plan Anual de Cursada 2011 Pág. 1 de 6 1. Estrategias metodológicas Criterios de evaluación...1. Clases adicionales para consulta...2. Firma de libreta Examen Final Promoción Bibliografía obligatoria Bibliografía complementaria Página de la cátedra Programas que deben manejarse para la cursada Programa Analítico Cronograma Lunes Cronograma Sábados Estrategias metodológicas El curso se desarrollará en clases semanales de cuatro horas reloj de duración y durante las cuales se expondrán los contenidos teóricos y prácticos de la materia. Se utilizarán soportes multimedia (filmaciones y proyección de diapositivas). Se seguirá la guía de estudio preparada por el titular de la cátedra, disponible en fotocopiadora. Dicha guía está separada en capítulos, correspondientes a las unidades teóricas de la materia y contiene los desarrollos teóricos y un listado de ejercicios prácticos al final de cada unidad. Los conceptos prácticos serán explicados en clase por los docentes y luego los alumnos desarrollarán delante de la clase algunos de ellos. Así, se reflexionará sobre el nivel de comprensión y adquisición continua de conocimiento. 2. Criterios de evaluación 2.1 Trabajos Prácticos A los 1 días de finalizada la explicación teórica de una unidad, vencerá el trabajo práctico correspondiente. En éstos se resolverán ejercicios prácticos correcta y claramente, de forma tal que pueda ser comprendido por otro alumno. Éstos serán presentados de forma grupal, con 6 alumnos como máximo. Los ejercicios a desarrollarse en cada TP están enunciados al final de la guía, y deberán desarrollarse sólo los que irá indicando el docente. Los docentes se comprometerán con la devolución del TP corregido en el día o a lo sumo en 1 semana. Se indicará claramente los ejercicios aprobados y los que deberán corregirse, en hoja aparte. Para firmar el TP, deberán estar finalmente todos los ejercicios correctamente resueltos. Serán la cantidad máxima de correcciones, si no se perderá la primera fecha de parcial Será necesario aprobar el 100% de los TP la clase anterior al parcial, para poder darlo en la primera fecha. Presentación: a) el tamaño de la hoja y carpeta de presentación será A; b) enunciados: cada ejercicio deberá estar enunciado antes de su resolución (podrá consultarse la guía o bajar el texto de la página de la cátedra); c) los resultados de los ejercicios podrán consultarse en la página de la cátedra; d) en la presentación se espera: prolijidad, letra clara, pueden ser a lápiz o tinta, manuscritos o impresos, podrán utilizarse colores, recuadros, etc. Los gráficos tendrán claramente indicados las variables, los ejes, etc. Se comentarán las hipótesis y simplificaciones adoptadas. Se deberán utilizar unidades en todas las ecuaciones y en todo el desarrollo, con recuadros en los resultados; e) se presentará un TP por grupo, con carátula grupal 2.2 Trabajos Prácticos con nota Se realizará un trabajo práctico sobre la unidad, 5, 6 y 7 que tendrá nota. Se realizará sobre las filmaciones de los ensayos. 2. Examen Parcial Se tomarán 2 parciales en el año, con 2 recuperatorios cada uno. Las fechas de los mismos están indicadas en el Cronograma (al final del documento). Condiciones para dar el parcial: se deberá tener el 100% de los TP firmados la clase anterior al parcial. El parcial es práctico y para aprobar se necesitará un puntaje mínimo en todos los ejercicios. Si no se

2 Plan Anual de Cursada 2011 Pág. 2 de 6 supera ese puntaje mínimo, se podrá recuperar parcial o totalmente en dos fechas de recuperatorio. La nota máxima de recuperatorio será de 7 (siete).. Clases adicionales para consulta Lunes 17 a en el Dpto. de Civil Consulta por mail: a los docentes de la práctica. Firma de libreta 100% de los TP aprobados 100% de los parciales aprobados 5. Examen Final Es teórico-práctico. 6. Promoción 6.1 Promoción para el final Aquellos alumnos que hayan aprobado ambos parciales con nota igual o mayor a 8, y que den el final en el mismo ciclo lectivo que finaliza en el último llamado de febrero, sólo tendrán que responder las preguntas teóricas. 7. Bibliografía obligatoria En fotocopiadora y página de la cátedra 8. Bibliografía complementaria J. Vennard; R. Street. Elementos de Mecánica de Fluidos. México: Edición Revolucionaria. México, Ballofet, Gotelli y Meoli. Hidráulica (Tomos I y II). Ven Te Chow. Hidráulica de canales abiertos. Colombia: M. Suárez, p. I. Shames. La Mecánica de los Fluidos. V. Streeter; E. Wylie. Mecánica de Los Fluidos. 8a ed. México: Mc. Graw Hill, W. Hughes; J. Brighton. Dinámica de Fluidos. Editor McGraw-Hill, 1970 Hydrodynamics: H. Lamb.- Tietjens; Prandtl. Fundamentals of Hydro and Aeromechanics. W. H. Li; S. H. Lam. Principles of Fluid Dynamics, Addison-Wesley, p. 8. Página de la cátedra lica/index.html 9. Programas que deben manejarse para la cursada Correo electrónico para la comunicación, Acrobat Reader (pdf), Excel, Word, Real Player 10. Programa Analítico UNIDAD 1. PROPIEDADES FISICAS DE LOS FLUIDOS Definición de fluido. Diferencias entre sólidos y fluidos Concepto de partícula. Hipótesis del Continum. 1.. Densidad, peso Específico, densidad relativa, presión, temperatura 1.. Ecuación de Newton. Viscosidad Compresibilidad. Módulo de compresibilidad Tensión Superficial. Ecuación fundamental. Capilaridad Tensión de vapor de un líquido. Cavitación. UNIDAD 2. EQUILIBRIO DE LOS FLUIDOS Características de la presión en un fluido en reposo relativo Ecuación fundamental de la Hidrostática. 2.. Manómetros, presión absoluta, presión relativa o manométrica. 2.. Fuerzas sobre superficies sumergidas: Fuerzas sobre superficies planas Fuerzas sobre superficies curvas flotación: Empuje Estabilidad de los cuerpos sumergidos y flotantes. UNIDAD. MOVIMIENTO DE LOS FLUIDOS..1. Punto de vsta Euleriano. Punto de vsta Lagrangiano..2. Definición de Línea de Corriente. Flujo prmanente y no permanente. Flujo uni, bi y tridimensional... Derivada Parcial, derivada total y derivada sustancial... Ecuaciones del movimiento de los fluidos aplicadas a volúmenes de control...1. Ecuación de continuidad...2. Ecuación de cantidad de movimiento Distribución de presiones en flujo uniforme Ecuación del momento cinético.... Ecuación de la energía. Ecuación de Bernoulli..5. Factores de corrección de la cantidad de movimiento y de la energía cinética. UNIDAD. ANALISIS DIMENSIONAL Y SEMEJANZA..1. Teoría de Modelos. Semejanza Números adimensionales..2. Análisis Dimensional Teorema Pi de Buckingham. UNIDAD 5. FLUJO POTENCIAL, IRROTACIONAL O IDEAL Planteo del problema. Planteo de las Ecuaciones básicas Circulación, vorticidad, irrotacionalidad.

3 Plan Anual de Cursada 2011 Pág. de Ecuaciones de Euler. Ecuación de Bernoulli. 5.. Soluciones elementales para flujos planos Corriente uniforme Fuente y sumidero Vórtice libre Superposición de flujos planos Fuente y sumidero equidistantes del origen Doblete Cilindro sin rotación Cilindro con rotación Perfil alar de envergadura infinita Perfil alar de envergadura finita. UNIDAD 6. FLUJO LAMINAR 6.1. Planteo del problema. Planteo de las Ecuaciones básicas Condición de viscosidad. 6.. Ecuaciones de Navier Stokes. Tensor de tensiones 6.. Capa Límite UNIDAD 7. FLUJO TURBULENTO 7.1. Planteo del problema. Planteo de las ecuaciones básicas Repaso de algunas propiedades de las variables estadísticas. 7.. Hipótesis de turbulencia. Hipótesis de Prandtl 7.. Tensor de tensiones turbulento. Tensor de tensiones aparente Distribución de velocidades sobre una placa plana. Capa límite turbulenta. UNIDAD 8. ESCURRIMIENTO PERMANENTE EN CONDUCTOS Línea de alturas piezométricas Ecuación de Darcy Weisbach. 8.. Determinación de las variables que intervienen en el factor de fricción. 8.. Ensayo de Reynolds. Régimen Laminar, Crítico y Turbulento Determinación del factor de fricción Factor de fricción en régimen Factor de fricción en régimen turbulento: Concepto de rugosidad Factor de fricción para tubos totalmente lisos Factor de fricción para tubos totalmente rugosos Expresión de Colebrook White Diagrama de Moody Fórmulas antiguas aplicadas al agua Pérdidas de carga localizadas Casos típicos en una cañería simple Conductos de sección no circular Longitud equivalente Cañerías con presiones negativas. Funcionamiento como sifón. UNIDAD 9. ESCURRIMIENTO EN CANALES EN REGIMEN PERMANENTE Conceptos generales Flujo permanente y uniforme en un canal Fórmula de Chezy Fórmula de Manning Sección Hidráulica óptima Resolución de casos simples Canales con planicie de inundación. 9.. Flujo permanente uniformemente variado Ondas gravitacionales Ecuación de la pendiente de la superficie libre energía específica Curvas de remanso y caída Resolución del flujo uniformemente variado. 9.. Flujo Permanente bruscamente variado. Resalto Hidráulico Alturas conjugadas Pérdida de energía a través del resalto Longitud del resalto 9.. Canales con cambio de pendiente Descarga de un canal. UNIDAD 10. SINGULARIDADES EN CONTORNOS ABIERTOS Y CERRADOS. ORIFICIOS Y VERTEDEROS Orificios Fórmula general del gasto para orificio perfecto Velocidad de llegada. Contracción parcialmente suprimida. Contracción incompleta Orificio de gran altura respecto a la carga Orificios total y parcialmente sumergidos Placa orificio Orificio en pared gruesa Tubos adicionales. Tubos entrantes o de Borda Orificios bajo carga variable Vertederos Elementos que lo componen Vertedero perfecto. Condiciones Velocidad de llegada. Contracción lateral. Sección triangular, rectangular y trapezoidal Aireación de la napa inferior Vertederos de presa Vertederos de pared gruesa. UNIDAD 11. TURBO MÁQUINAS HIDRÁULICAS Conceptos Generales. Clasificación Ejemplos simples de instalación de turbo máquinas hidráulicas Relaciones de semejanza en las turbo máquinas Coeficiente de capacidad, de carga y de potencia Curvas características Teoría elemental de las turbo máquinas Hélices El rodete radial Características particulares de las Turbo máquinas Turbo máquinas de flujo tangencial Turbo máquinas de flujo axial Turbo máquinas de flujo radial Turbo máquinas de flujo mixto Punto de funcionamiento y cavitación. ANPA. UNIDAD 12. MOVIMIENTO PERMANENTE EN CONDUCTOS CERRADOS. GOLPE DE ARIETE Descripción preliminar Ecuaciones diferenciales características de la onda Resolución por el método de las diferencias finitas Condiciones de contorno Cierre brusco y gradual de válvulas en conductos que desaguan en un depósito. 11. Cronograma Lunes Días lunes de 18:15 a 22:15 (días sábados al final) Fecha h Descripción Lectura Ejerc. 28-mar 1 Introducción 2 Propiedades de los Fluidos Capít. 1 1 a 0 Viscosidad 0-abr 1 Tensión Sup - Compresibilidad - Cavitación Capít. 1 1 a 2 Hidrostática Capít. 2 Presión hidrostática en un punto Teorema fundamental de la hidrostática 11-abr 1 Presión absoluta, relativa y

4 Plan Anual de Cursada 2011 Pág. de 6 atmosférica 2 Variación de la presión con la altura Capít. 2 1 a 28 Fuerzas sobre superficies sumergidas Fuerzas sobre superficies planas 18-abr 1 Fuerzas sobre superficies curvas Capít a 5 2 Empuje y flotación Cinemática Capít. Tipos de derivada 1 a 25-abr 1 Ecuación de continuidad Capít. a 26 2 Ecuación de continuidad Ecuación de cantidad de movimiento 0 a 6 Ecuación del momento de la cantidad de movimiento 58 a jun 27-jun Feriado Nacional Primer parcial evaluación unidades 1 a 0-jul 1 Flujo turbulento Capít. 7 2 Longitud de mezcla de Prandtl 1 a Distribución sobre placa plana filmados. Resistencia al avance Entrega de notas del 1º Parcial 11-jul 1 Diagrama de Moody Capít. 8 2 Pérdidas localizadas 1 a 8 Casos Típicos Sifones Primer Recuperatorio del 1º Parcial 02-may 1 Distribución de pres. en flujo uniforme Capít. 27 a 29 2 Ecuación de la energía 81 a 100 Ecuación de Bernoulli 62 a 80 Potencia debida a la fricción 18-jul 25-jul 01-ago Sin clases 1 llamado finales Vacaciones invernales Sin clases 2 llamado finales 09-may 1 Problemas combinados Capít. 7 a 57 2 Problemas combinados Problemas combinados Problemas combinados 16-may 1 Teoría de modelos Capít. 1 a 7 ; 9 a 16 2 Teoría de modelos y 18 Números adimensionales Números adimensionales 2-may 1 Análisis dimensional Capít. 8; 17 y 2 Análisis dimensional 19 a 0 Teorema Pí filmados. Teorema Pí 0-may 1 Hidrodinàmica Capít. 5 1 a 15 2 Ecuaciones de Euler Circulación-Vorticidad Ecuación de Bernoulli 06-jun 1 Flujos simples Capít. 5 2 Superposición de flujos simples 16 a 2 Cilindro con y sin rotación filmados. Teorìa de la sustentación 1-jun 1 Ecuación de Navier Stokes Capít. 6 2 Ecuación de Navier Stokes 1 a 9 filmados. 08-ago 1 Conductos Capít a 9 2 Piezométrica Ensayo de Reynolds Diagrama de Moody Segundo Recuperatorio del 1º Parcial 15-ago Feriado 22-ago 1 Concepto de Rugosidad Capít. 8 2 Concepto de Rugosidad Deducción del factor de fricción 9 a 15 Deducción del factor de fricción 29-ago 1 Flujo en canales Capít. 9 2 Fórmula de Chezy Fórmula de Manning 1 a 17 Sección Hidráulica óptima 05-sep 1 Pendiente de la superficie libre Capít. 9 2 energía específica 18 a 29 Curvas de remanso Curvas de remanso 12-sep 1 Curvas de remanso Capít. 9 2 Variación de la pendiente 29 a 1 variado variado 26 a sep 1 Flujo bruscamente variado Capít. 9 2 Resalto hidráulico 2 a 1

5 Plan Anual de Cursada 2011 Pág. 5 de 6 Pérdida de energía Alturas conjugadas 26-sep 1 Velocidad Crítica Capít. 9 2 Pendiente crítica Casos combinados de flujo brusca y gradual- 2 a 52 mente variado 0-oct 1 Orificios Perfectos Capít a 15 2 Influencia de las paredes laterales Desagüe de Tanques Desagüe de Tanques 10-oct Feriado 17-oct 1 Vertederos Capít Vertederos de aforo 16 a 22 Vertedero de Alivio en presas Vertederos de pared gruesa 2-oct 1 Ecuación del momento cinético Capít Turbinas Hidráulicas 1-oct Bombas Centrífugas Bombas Centrífugas Segunda Evaluación parcial Unidades 8 a nov 1 Golpe de ariete Capít. 1 2 Descripción del fenómeno Ecuaciones diferenciales Ecuaciones diferenciales Entrega de notas del 2º Parcial 1-nov 1 Resolución por el método de Lagrange Capít. 1 2 Resolución por diferencias finitas Resolución por diferencias finitas Resolución por diferencias finitas 1º Recuperatorio del 2º Parcial 22-nov Firma de libretas 2º Recuperatorio del 2º Parcial 12. Cronograma Sábados Días Sábados de 7:5 a 11:0 A designar Fecha h Descripción Lectura Ejerc. 02-abr Feriado 09-abr 1 Introducción 2 Propiedades de los Fluidos Capít. 1 1 a 0 Viscosidad 16-abr 1 Tensión Sup - Compresibilidad - Cavitación Capít. 1 1 a 2 Hidrostática Capít. 2 Presión Hidrostática en un punto Teorema fundamental de la hidrostática 2-abr 1 Presión absoluta, Relativa y Atmosférica Variación de la presión con la 2 altura Capít. 2 1 a 28 Fuerzas sobre superficies sumergidas Fuerzas sobre superficies planas 0-abr 1 Fuerzas sobre superficies curvas Capít a 5 2 Empuje y flotación Cinemática Capít. Tipos de derivada 1 a 07- may 1 Ecuación de continuidad Capít. a 26 2 Ecuación de continuidad Ecuación de cantidad de movimiento 0 a 6 Ecuación del momento de la cantidad de movimiento 58 a may 1 Distribución de pres. en flujo uniforme Capít. 27 a 29 2 Ecuación de la energía 81 a 100 Ecuación de Bernoulli 62 a 80 Potencia debida a la fricción 21- may 1 Problemas combinados Capít. 7 a 57 2 Problemas combinados Problemas combinados Problemas combinados 28- may 1 Teoría de modelos Capít. 1 a 7 ; 9 a 16 2 Teoría de modelos y 18 Números adimensionales Números adimensionales 0-jun 1 Análisis dimensional Capít. 8; 17 y 2 Análisis dimensional 19 a 0 Teorema Pí Teorema Pí 11-jun 1 Hidrodinàmica Capít. 5 1 a 15 2 Ecuaciones de Euler Circulación-Vorticidad Ecuación de Bernoulli 18-jun 1 Flujos simples Capít. 5 2 Superposición de flujos simples 16 a 2

6 Plan Anual de Cursada 2011 Pág. 6 de 6 Cilindro con y sin rotación Teoría de la sustentación 25-jun 1 Ecuación de Navier Stokes Capít. 6 2 Ecuación de Navier Stokes 1 a 9 02-jul Primer parcial evaluación unidades 1 a 09-jul 1 Flujo turbulento Capít. 7 2 Longitud de mezcla de Prandtl 1 a Distribución sobre placa plana Resistencia al avance Entrega de notas del 1º Parcial 16-jul 1 Diagrama de Moody Capít. 8 2 Pérdidas localizadas 1 a 8 Casos Típicos Sifones Primer Recuperatorio del 1º Parcial 2-jul 0-jul 06-ago Sin clases 1 llamado finales Vacaciones invernales Sin clases 2 llamado finales 1-ago 1 Conductos Capít a 9 2 Piezométrica Ensayo de Reynolds Diagrama de Moody Segundo Recuperatorio del 1º Parcial 20-ago 1 Concepto de Rugosidad Capít. 8 2 Concepto de Rugosidad Deducción del factor de fricción 9 a 15 Deducción del factor de fricción 27-ago 1 Flujo en canales Capít. 9 2 Fórmula de Chezy Fórmula de Manning 1 a 17 Sección Hidráulica óptima 0-sep 1 Pendiente de la superficie libre Capít. 9 2 energía específica 18 a 29 Curvas de remanso Curvas de remanso variado variado 26 a sep 1 Flujo bruscamente variado Capít. 9 2 Resalto hidráulico 2 a 1 Pérdida de energía Alturas conjugadas 2-sep 1 Velocidad Crítica Capít. 9 2 Pendiente crítica Casos combinados de flujo brusca y gradual- 2 a 52 mente variado 01-oct 1 Orificios Perfectos Capít a 15 2 Influencia de las paredes laterales Desagüe de Tanques Desagüe de Tanques 08-oct 1 Vertederos Capít Vertederos de aforo 16 a 22 Vertedero de Alivio en presas Vertederos de pared gruesa 15-oct 1 Ecuación del momento cinético Capít Turbinas Hidráulicas Bombas Centrífugas Bombas Centrífugas 22-oct 1 Ventiladores 2 Ventiladores Turbinas Eólicas Turbinas Eólicas 29-oct Segunda Evaluación parcial Unidades 8 a nov 1 Golpe de ariete Capít. 1 2 Descripción del fenómeno Ecuaciones diferenciales Ecuaciones diferenciales Entrega de notas del 2º Parcial 12-nov 1 Resolución por el método de Lagrange Capít. 1 2 Resolución por diferencias finitas Resolución por diferencias finitas Resolución por diferencias finitas 1º Recuperatorio del 2º Parcial 19-nov Firma de libretas 2º Recuperatorio del 2º Parcial A designar 10-sep 1 Curvas de remanso Capít. 9 2 Variación de la pendiente 29 a 1