V Al finalizar el curso el estudiante será capaz de:

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1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SAN LUIS POTOSÍ REGIÓN HUASTECA SUR PROGRAMA ANALITICO DE LA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA Última revisión Dr. Francisco Oviedo Tolentino A) Mecánica de Fluidos B) Datos básicos del curso Semestre Horas de teoría por semana Horas de práctica por semana Horas trabajo adicional estudiante Créditos V C) Objetivos del curso Objetivos generales Objetivos específicos Al finalizar el curso el estudiante será capaz de: Aplicar los conceptos fundamentales de la mecánica de fluidos, en el análisis de los sistemas hidráulicos, neumáticos y la turbo maquinaría. Representar el comportamiento hidrodinámico básico mediante el uso de las leyes de conservación. Unidades Objetivo específico 1.- PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS. Describir las propiedades físicas de los fluidos y las ecuaciones que los representan. 2.-ESTÁTICA DE FLUIDOS 3.- FLUJO DE FLUIDOS INCOMPRESIBLES 4.- RESISTENCIA VISCOSA AL FLUJO DE FLUIDOS Explicar el concepto fundamental de presión en un punto y calcular las fuerzas sobre cuerpos sumergidos. Explicar el comportamiento de un fluido incompresible real en movimiento. Evaluar los efectos debidos a la fricción, entre el flujo de un fluido y superficies sólidas.

2 INCOMPRESIBLES 5.-FLUJO DE FLUIDOS COMPRESIBLES 6.- PRINCIPIO DEL MOMENTO LINEAL Y ANGULAR 7.-SUSTENTACIÓN Y ARRASTRE 8.- ANÁLISIS DIMENSIONAL Y CONSIDERACIONES DE SEMEJANZA Analizar el comportamiento de un fluido real compresible en movimiento, a través del concepto del fluido compresible ideal. Diseñar turbinas de impulso y de reacción, mediante el uso de diagramas de velocidad, así como evaluar el par de torsión y potencia. Examinar los principios de sustentación y arrastre de objetos sólidos sumergidos en un fluido en movimiento. Aplicar el análisis dimensional, así como los grupos adimensionales más comunes en la mecánica de fluidos incluyendo su representación física. D) Contenidos y métodos por unidades y temas Unidad 1.- PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS. Tema 1.1 Estructura molécula Tema 1.2 Densidad Tema 1.3 Peso específico Tema 1.4 Gravedad especifica o densidad relativa Tema 1.5 Volumen específico Tema 1.6 Viscosidad absoluta y cinemática 5 h Pérdidas de energía en un cuerpo con movimiento en un medio viscoso Medidas de viscosidad Tema 1.7 Tensión superficial y capilaridad Tema 1.8 Presión (conceptos) Tema 1.9 Ley de los gases ideales (gases a baja presión) Tema 1.10 Relación de propiedades termodinámicas para flujos adiabáticos

3 Unidad 2.-ESTÁTICA DE FLUIDOS Tema 2.1 Relación entre presión, densidad y altura en fluidos compresibles e incompresibles Tema 2.2 Manómetros y dispositivos para medir presión Tema 2.3 Fuerzas de presión sobre las paredes planas de un recipiente Tema 2.4 Fuerzas de presión sobre superficies curvas Tema 2.5 Principio de Arquímedes. Empuje hidrostático Tema 2.6 Masas de fluido estático sujetas a aceleración vertical, horizontal y radial (vórtice forzado) 10 h Unidad 3.- FLUJO DE FLUIDOS INCOMPRESIBLES Tema 3.1 Teoría de líneas de flujo Tema 3.2 Flujo unidimensional, bidimensional y tridimensional Tema 3.3 Ecuación de continuidad a partir del concepto de volumen de control 20 h 5 h

4 Tema 3.4 Ecuación de movimiento de Euler Tema 3.5 Ecuación de Bernoulli Tema 3.6 Aplicación de la ecuación de Bernoulli Teorema de Torricelli Medidores de flujo Unidad 4.- RESISTENCIA VISCOSA AL FLUJO DE FLUIDOS INCOMPRESIBLES Tema 4.1 El Número de Reynolds Tema 4.2 Flujo laminar y turbulento en tuberías 25 h Ecuación de Darcy-Weisbach Tema 4.3 Pérdidas primarias y secundarias en tuberías Diagrama de Moody Tema 4.4 Problemas: siendo h, Q o D, desconocido Tema 4.5 Tuberías ramificadas, en paralelo y redes Tema 4.6 Solución de problemas empleando programas de cómputo especializados Tema 4.7 Conductos abiertos 6 h 5 h Sección óptima

5 Unidad 5.-FLUJO DE FLUIDOS COMPRESIBLES Tema 5.0 Primera Ley de la termodinámica Tema 5.1 La velocidad del sonido Tema 5.2 Ecuación de Bernoulli para flujo adiabático Tema 5.3 El número Mach Tema 5.4 Presión de estancamiento Tema 5.5 Razón de presión crítica. Tema 5.6 Tobera convergente divergente Tema 5.7 Flujo Isotérmico Tema 5.8 Flujo adiabático 8 h Unidad 6.- PRINCIPIO DEL MOMENTO LINEAL Y ANGULAR Tema 6.1 Ecuación del momento lineal a partir del concepto de volumen de control 10 h Tema 6.2 Ecuación del momento angular a partir del concepto de volumen de control Tema 6.3 Aplicaciones

6 Turbina de impulso Turbina de reacción Propulsión Unidad 7.- SUSTENTACIÓN Y ARRASTRE Tema 7.1 Capa límite. Ecuación de von Kármán 7 h Espesor de la Capa Límite Capa límite laminar y turbulenta en placas planas Tema 7.2 Arrastre Tema 7.3 Sustentación Unidad 8 ANÁLISIS DIMENSIONAL Y CONSIDERACIONES DE SEMEJANZA Tema 8.1 El método de análisis dimensional Tema 8.2 El teorema Pi de Buckingham Tema 8.3 Dimensión de parámetros adimensionales 1

7 Número de Euler (Fuerza de inercia vs Fuerza de presión) Número de Reynolds (Fuerza de inercia vs Fuerza viscosa) Número de Froude (Fuerza de inercia vs Fuerza de gravedad) Número de Mach (Fuerza de inercia vs Fuerza elástica) Número de Weber (Fuerza de inercia vs Fuerza de Tensión Superficial) E) Estrategias de y El proceso de - se llevará a cabo de una manera dinámica; el profesor será conductor de este proceso y promoverá la participación activa de los alumnos. A partir de la lectura previa por parte de los alumnos, el profesor iniciará las sesiones haciendo una introducción al tema, planteará preguntas, ejes de discusión y abrirá el debate al grupo. El profesor explicará el desarrollo de conceptos, técnicas o procesos, presentará ejemplos y abrirá un espacio para plantear preguntas y dudas. Posteriormente, aplicará problemas que resolverán los alumnos de manera individual, en equipo o en grupo, poniendo en práctica los conocimientos adquiridos usando ABP. Se impulsará la reflexión de los alumnos y la expresión de sus ideas, dudas y puntos de vista, mediante preguntas y comentarios. Se aclararán las dudas surgidas, se profundizarán los aspectos requeridos o se ampliará la información necesaria, haciendo un esfuerzo por llegar a conclusiones; además de otras modalidades que proponga el profesor y que serán dadas a conocer al inicio del curso. Métodos Exposición de los conceptos, demostración de las ecuaciones y solución de problemas representativos del tema. Pasar a los alumnos al pizarrón a resolver problemas. Asignación de tareas e investigación Prácticas Se emplearán dos horas por semana para resolver ejercicios y problemas del tema y una hora de trabajo en el laboratorio. F) Evaluación y acreditación Los exámenes parciales, extraordinario, título y de regularización serán escritos, la ponderación de cada parcial corresponde al 33% pero esta será construida como la suma de las actividades de evaluación que seleccione el profesor de acuerdo a la metodología de

8 . Se sugiere 70% del examen escrito, 15% de actividades extra aula y 15% de los avances del proyecto y/o actividades en el aula y de laboratorio. Elaboración y/o presentación de: Periodicidad Abarca Ponderación Primer examen parcial 35 sesiones Unidad 1, 2 y % Segundo examen parcial 33 sesiones Unidad 4 y % Tercer examen parcial 28 sesiones Unidad 6 y % Examen ordinario Promedio de los exámenes parciales. TOTAL 100% Mecanismos y procedimientos de evaluación Exámenes parciales Examen ordinario Examen a extraordinario Examen a título y de regularización Otras actividades académicas requeridas Se recomienda que el valor del examen escrito sea de exámenes 70% 15% de actividades extra aula y 15% de los avances del proyecto y/o actividades en el aula El promedio de los exámenes corresponderá al examen ordinario y la nota mínima aprobatoria será de 6.0, Examen general, que abarca el contenido de todo el programa. Valor relativo 100% Examen general, que abarca el contenido de todo el programa. Valor relativo 100% Para que la calificación del curso sea considerada aprobatoria, el alumno tendrá que aprobar el curso de teoría, además de haber realizado sus trabajos y/o proyectos. G) Bibliografía y informáticos BIBLIOGRAFÍA BASICA FOX W.R. MC. DONALD A.T., Introducción a la mecánica de fluidos, Mc Graw-Hill, 4 a edición STREETER V.L. WYLE E.B., Mecánica de los fluidos, Mc Graw-Hill 8 a Edición

9 BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA. ROBERT l. MOTT, Mecánica de Fluidos aplicada, Pearson, 4 a Edición. MUNSON YOUNG OKIISHI, Fundamentos de mecánica de fluidos, Wiley, 1999 SHAMES I, Mecánica de Fluidos, Mc Graw-Hill 3 a edición. VENNARD R.L. STREET, Elementos de mecánica de fluidos, CECSA 3 a, Edición, F. M. WHITE: Mecánica de Fluidos. McGraw-Hill, 5 a Edición