DES: Programa(s) Educativo(s): Tipo de materia: Clave de la materia: Semestre: Área en plan de estudios:

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1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIHUAHUA FACULTAD INGENIERÍA Clave: 1B502 PROGRAMA DEL CURSO: HIDRÁULICA DES: Programa(s) Educativo(s): Tipo de materia: Clave de la materia: Semestre: Área en plan de estudios: Créditos 3 Total de horas por semana: 4 Teoría: 4 Práctica 0 Taller: 0 Laboratorio: 0 Prácticas complementarias: 0 Trabajo extra clase: 2 Total de horas semestre: 64 Fecha de actualización: AGOSTO 2010 Clave y Materia requisito: INGENIERÍA INGENIERÍA CIVIL OBLIGATORIA IB502 QUINTO INGENIERÍA BÁSICA CB303 Estática LC303 Laboratorio de estática Propósito del curso: El curso promueve en el estudiante la Integración de los conocimientos en relación a presiones hidrostáticas y sistemas de flujo en movimiento a presión, lo cual le permite dimensionar estructuras de control y conocer las bases del diseño de sistemas de distribución, además de ser uno de los antecedentes académicos para las materias subsecuentes que integran el área de hidráulica y que fortalecen el área de orientación. Al final del curso el estudiante: Ubica a la hidráulica como la ciencia aplicada que estudia el comportamiento del agua, sus características y propiedades que permitan conocer y manejar las ecuaciones básicas de la mecánica de fluidos. Define los parámetros hidráulicos para el diseño de sistemas de distribución de agua a presión y estructuras de control. Valora el conocimiento de la hidráulica por su contribución al adecuado manejo de los recursos hídricos. Posee habilidades y destrezas, relativas a la observación, cuantificación e interpretación de fenómenos hidráulicos. Comunica en forma oral y escrita sus ideas e interpretaciones, respecto a los fenómenos estudiados, así mismo expone sus juicios de valor respecto a la relación que estos guardan con su vida y el mundo que le rodea. 1

2 COMPETENCIAS Este curso promueve las siguientes competencias: BÁSICAS: Solución de problemas Trabajo en equipo Sociocultural PROFESIONALES: Proyecto de ingeniería Ingeniería de proceso Evaluación de proyecto de ingeniería ESPECÍFICAS: Análisis y diseño. Recursos hídricos CONTENIDOS (Unidades, Temas y Subtemas) 1. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS 1.1 Definición de un fluido. 1.2 Presión, densidad, peso específico y temperatura. 1.3 Ley de viscosidad de newton. 1.4 Compresibilidad. 1.5 Tensión superficial y capilaridad. 2. HIDROSTÁTICA. 2.1 Ecuaciones fundamentales. 2.2 Unidades y escalas de medida de la presión. 2.3 Dispositivos para la medición de presiones hidrostáticas. 2.4 Empuje hidrostático sobre superficies planas. 2.5 Empuje hidrostático sobre superficies curvas. 2.6 Principio de Arquímedes. 3. CINEMÁTICA DE LOS FLUIDOS. 3.1 Clasificación de los flujos. 3.2 Líneas de corriente, trayectoria y tubo de flujo. 3.3 Concepto de gasto o caudal. 3.4 Principio de la conservación de la masa. 3.5 Ecuación de continuidad. 3.6 Ecuación de energía. 3.7 Ecuación de ímpetu o cantidad de movimiento. 3.8 Dispositivos aforadores en tuberías. RESULTADOS DE APRENDIZAJE Identifica las propiedades que definen a cada fluido. Asimila los términos básicos que sean fundamentales para los siguientes contenidos temáticos. Reconoce los distintos sistemas de medición y equipos para tales fines. Calcula la distribución de presión en superficies. Aplica el principio de flotación para cuerpos sumergidos y flotantes. Aplica los principios de energía y momentum como base para interpretar los fenómenos hidráulicos, considerando en la mayoría de los casos el flujo en una o dos dimensiones. Aplica las técnicas de aforo existentes para flujos a presión. Reconoce los fundamentos del estudio de máquinas hidráulicas. 2

3 4. ANÁLISIS DIMENSIONAL Y SEMEJANZA HIDRÁULICA. 4.1 semejanza geométrica. Identifica el uso de modelos físicos a escala en la resolución de problemas a gran escala. 4.2 Semejanza dinámica. 4.3 Semejanza hidráulica. 5. RESISTENCIA AL FLUJO EN CONDUCTOS A PRESIÓN. 5.1 Aspectos y conceptos generales. 5.2 Fórmula de Darcy-Weisbach. 5.3 Fórmulas experimentales, diagrama universal de Moody. Identifica y diferencia las condiciones de rugosidad en una conducción. Cuantifica las pérdidas debidas al movimiento de los fluidos y a las propiedades específicas de los materiales por los cuales se conducen. 5.4 Pérdidas locales o menores. 6. INTRODUCCIÓN A LOS FENÓMENOS TRANSITORIOS. GOLPE DE ARIETE Y CAVITACIÓN. 6.1 Golpe de ariete Introducción y explicación del fenómeno Fórmulas de presión máxima o sobrepresión. Se familiariza con los fenómenos transitorios en los sistemas de distribución y conducción a presión. Describe las bases del estudio de fenómenos transitorios. Identifica las medidas de seguridad empleadas para el control de fenómenos transitorios. 6.2 Cavitación Causas y descripción de la cavitación Control de la cavitación Altura de aspiración Coeficiente de cavitación o parámetro de Thomas. 3

4 OBJETO DE ESTUDIO 1. Propiedades De Los 2. Hidrostática 3. Cinemática De Los 4. Análisis Dimensional Y Semejanza Hidráulica. 5. Resistencia Al Flujo En Conductos A Presión. 6. Introducción A Los Fenómenos Transitorios. Golpe De Ariete Y Cavitación. METODOLOGIA (Estrategias, secuencias, recursos didácticos) Exposición frente a grupo, dinámicas grupales, visitas de campo. MÉTODO: APRENDIZAJE BASADO EN PROBLEMAS (ABP), APLICANDO EL MÉTODO CIENTÍFICO 1. Se realiza el planteamiento del problema a través de una pregunta de investigación 2. Se construyen las hipótesis de trabajo 3. Revisión bibliográfica 4. Se analiza la información teórica 5. En plenaria se discuten los diversos planteamientos 6. Se afirman o descartan la o las hipótesis de trabajo 7. Se concluye 8. Se entregan copia de los productos como evidencias de aprendizaje, utilizando la Plataforma Educativa MOODLE. Métodos complementarios: Exposición de los temas mediante el uso de pintarrón, desarrollo del curso en plataforma Moodle. Estrategia: Cada tema se explica y se complementa mediante el cálculo de ejercicios y experimentos caseros en los que participan los alumnos. Centrado en la tarea Estrategia: Trabajo de equipo en la elaboración de tareas, planeación, organización, cooperación en la obtención de un producto para presentar en clase. Debates dirigidos Estrategia: Se plantea un problema en clase y se solicita a los alumnos la participación documentada para encontrar la solución óptima EVIDENCIAS DE APRENDIZAJE. Se entrega por medio de Plataforma Moodle: 1. Ejercicios realizados en clase y/o experimentos extractase 2. Resúmenes de lecturas y contenidos temáticos estudiados previamente. 3. Consultas bibliográficas 4. Participar en la solución de problemas frente a grupo 5. Trabajos por escrito con estructura IDC (Introducción, desarrollo conclusión), relacionados con las visitas de campo. 6. Exámenes escritos Criterios: Resúmenes: abarcar la totalidad del contenido a aprender. Participación en solución de problemas frente a grupo: presentadas en orden lógico: 1. Introducción resaltando el objetivo a alcanzar 2. Desarrollo temático, responder preguntas y aclarar dudas 3. Concluir. Los trabajos extracurriculares que traten un contenido temático como complemento al curso se podrán llevar a cabo en forma 4

5 individual o por equipo según amerite el tema. Estos se reciben únicamente en tiempo y forma previamente establecidos. La estructura sugerida: Introducción, desarrollo, discusión y conclusión y podrá incluir comentarios personales adicionales. Referencias bibliográficas al final en estilo APA u otros estilos formales. Los reportes de las visitas de campo deberán contener además de las descripciones de las estructuras, las observaciones personales. FUENTES DE INFORMACIÓN (Bibliografía, Direcciones electrónicas) 1. Antonio Viedma Robles Y Blas Zamora Parra. (2000). TEORÍA Y PROBLEMAS DE MÁQUINAS HIDRÁULICAS, Universidad Politécnica De Cartagena. Isbn José Agüera Soriano. (2001). MECÁNICA DE FLUIDOS INCOMPRESIBLES Y TURBOMÁQUINAS HIDRÁULICAS, Editorial Ciencia. Isbn: José Agüera Soriano PROBLEMAS RESUELTOS [DE] MECÁNICA DE FLUIDOS INCOMPRESIBLES Y TURBOMÁQUINAS HIDRÁULICAS Editorial Ciencia 3 Isbn: Claudio Mataix. (1975). TURBOMÁQUINAS HIDRÁULICAS, Editorial Icai. Isbn Claudio Mataix. (1993). MECÁNICA DE FLUIDOS Y MÁQUINAS HIDRÁULICAS, 2ª Edición, Ediciones Del Castillo. Isbn: Gilberto Sotelo Avila, HIDRAULICA GENERAL VOL 1, Editorial Limusa, Isbn EVALUACIÓN DE LOS APRENDIZAJES (Criterios e instrumentos) Se toma en cuenta para integrar calificaciones parciales: Todas las tareas que se entregan como evidencias de desempeño se califican en escala de 1 a 10. Se suman y se calcula un promedio. Se les otorga un valor de 20% Cada examen parcial se califica en escala de 1 a 10 y tiene un valor de 80%. La calificación de cada parcial final se integra con la suma proporcional de las actividades cubiertas en cada ciclo y la proporción del examen parcial correspondiente al ciclo. La acreditación del curso: Las dos primeras evaluaciones tendrán un peso cada una del 30% de la calificación final y la tercera evaluación parcial el 40%. LAS ACTIVIDADES NO REALIZADAS 5

6 EN TIEMPO Y FORMA SE CALIFICAN CON CERO. Nota: para acreditar el curso se deberá tener calificación aprobatoria tanto en la teoría como en las prácticas. La calificación mínima aprobatoria será de 6.0 Cronograma del Avance Programático S e m a n a s Unidades de aprendizaje Propiedades De Los 2. Hidrostática 3. Cinemática De Los 4. Análisis Dimensional Y Semejanza Hidráulica. 5. Resistencia Al Flujo En Conductos A Presión. 6. Introducción A Los Fenómenos Transitorios. Golpe De Ariete Y Cavitación. 6