PROGRAMA DE ASIGNATURA

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1 I. IDENTIFICACION. ASIGNATURA CARRERA SEMESTRE CURRICULAR PROGRAMA DE ASIGNATURA HORAS SEMANALES (4,0,2) PRE REQUISITOS CRÉDITOS 4 MÁQUINAS Y MOTORES INGENIERÍA MECÁNICA Séptimo Semestre MECÁNICA DE FLUIDOS (I) PROFESOR Camilo Flores C. HORARIO - SALA TRANSFERENCIA DE CALOR (R) Lunes 5 6 S 1-6 Miércoles 1-2 S 1-6 II. COMPETENCIAS Y VALORES QUE SE DESARROLLAN GENÉRICAS ESPECIALIDAD VALORES Capacidad de autoaprendizaje para actualizarse y superarse Capacidad para expresarse eficazmente en el idioma materno, mediante comunicación oral y escrita.( presentación ) Habilidad para usar técnicas y herramientas contemporáneas en la resolución de problemas de Ingeniería Capacidad para formar, integrar y dirigir eficientemente equipos interdisciplinarios, orientándolos hacia la obtención de objetivos específicos. Capacidad para diseñar sistemas hidráulicos Capacidad para seleccionar equipamiento Capacidad para resolver problemas hidráulicos y térmicos en forma eficiente sin poner en riesgos los recurso humanos y materiales Capacidad para ensayar equipos hidráulicos y térmicos Actitud creativa e innovadora Actitud de liderazgo e interacción a equipos de trabajo, orientándolos para alcanzar los objetivos, sin descuidar la calidad III. SENTIDO Y UBICACIÓN DE LA ASIGNATURA EN EL PLAN DE ESTUDIOS. La asignatura se encuentra en el ciclo de especialidad, donde el alumno adquirirá los fundamentos teóricos y prácticos para describir, seleccionar, diseñar y mantener equipamiento hidráulico y térmico. Se requiere que el estudiante tenga los conocimientos necesarios de mecánica de fluidos, termodinámica y de transferencia de calor para facilitar el aprendizaje y el avance adecuado en el tiempo. Las máquinas hidráulicas y térmicas son utilizadas en forma masiva en la industria y su correcto funcionamiento, diseño o selección so responsabilidad del ingeniero a cargo. Las máquinas están vinculadas directamente a procesos productivos, lo que hace que el curso aborde temas de alta importancia como son los fenómenos asociados al funcionamiento de ellos, sistemas de ventilación, transporte de fluidos, contaminación, combustión y energías.

2 IV. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA Objetivos Generales: Al término de la unidad de aprendizaje el alumno será capaz de: o Desarrollar proyectos hidráulicos que involucren máquinas hidráulicas o Poseer las herramientas necesarias para la selección del equipamiento más adecuado o Aplicar los principios de las máquinas hidráulicas y de las máquinas térmicas en la solución de problemas y toma de decisiones. Objetivos Específicos: Al término del curso el alumno será capaz de: clasificar, describir, seleccionar, diseñar en sus aspectos básicos, tener lo conocimientos para realizar montajes y mantenimiento de las siguientes máquinas: bombas centrífugas, bombas de desplazamiento, ventiladores, turbinas hidráulicas, compresores, motores de combustión y turbina a gas. V. CONTENIDO PROGRAMÁTICO. CAPÍTULO I Introducción a las Máquinas Hidráulicas 1.1. Clasificación de las máquinas CAPÍTULO II Bombas 2.1. Definición de bomba 2.2. Clasificación de las bombas 2.3. Bombas centrífugas, clasificación, funcionamiento y componentes 2.4. Altura de elevación 2.5. Comportamiento del fluido en el rodete, triángulo de velocidades 2.6. Ecuación fundamental de las bombas centrífugas 2.7. Característica de la bomba ideal 2.8. Aproximación a la bomba real, fórmula de Stodola, fórmula de Pfleiderer 2.9. Pérdidas internas y pérdidas externas, rendimientos Grado de reacción Número específico de revoluciones El fenómeno de Cavitación Golpe de ariete Fenómeno de vórtice Cebado de bombas Altura de aspiración máxima Curvas características Serie y Paralelo Selección de bombas centrífugas Instalación, mantenimiento y operación de las bombas CAPÍTULO III Turbinas hidráulicas 5.1. Generalidades 5.2. Elementos de una turbina hidráulica

3 5.3. Turbina Pelton 5.4. Turbina Francis 5.5. Turbina Kaplan 5.6. Esquemas de instalación 5.7. Recomendaciones dimensionales 5.8. Regulación y mantenimiento CAPÍTULO IV Ventiladores 3.1. Introducción 3.2. Clasificación de los ventiladores 3.3. Ecuaciones fundamentales, triángulo de velocidades 3.4. Rendimiento y potencia 3.5. Comportamiento de las presiones, condiciones de funcionamiento 3.6. Leyes del ventilador 3.7. Pérdidas de Carga 3.8. Velocidad específica, coeficiente de presión, caudal y potencia 3.9. Dimensionamiento de ventiladores, recomendaciones de Wiesmann y Hutte Partes constitutivas y accesorios del ventilador, aplicaciones Selección de ventiladores Diseño de un sistema de ventilación Instalación, mantenimiento y regulación CAPÍTULO V Compresores 4.1. Generalidades 4.2. Clasificación de los compresores 4.3. Terminología importante 4.4. Compresores de pistón 4.5. Proceso de compresión del aire 4.6. Trabajo técnico de la compresión 4.7. Etapas de compresión 4.8. Otros tipos de compresores 4.9. Accesorios del compresor Instalación, mantenimiento y regulación CAPÍTULO VI Funcionamiento de los Motores de Combustión Interna 6.1. Generalidades, Ciclos termodinámicos, teórico y real 6.2. Clasificación de los motores de combustión interna 6.3. Motor Otto de 2 y 4 tiempos 6.4. Motor Diesel de 2 y 4 tiempos CAPÍTULO VII Descripción de los componentes de los motores de combustión interna 7.1. Carburación 7.2. Sistema de encendido 7.3. Sistema de inyección 7.4. Sobrealimentador 7.5. Sistema de refrigeración 7.6. Sistema de lubricación

4 CAPÍTULO VIII Prueba de los motores 8.1. Bancos de prueba 8.2. Curvas características 8.3. Cilindrada 8.4. Relación de compresión 8.5. Potencia y Torque 8.6. Consumo específico de combustible 8.7. Rendimientos 8.8. Relación aire - combustible CAPÍTULO IX Combustión y combustibles 9.1. Combustibles 9.2. Índice de octano y cetano 9.3. El proceso de combustión 9.4. Relaciones químicas desde el punto de vista termodinámico 9.5. Análisis de los productos de la combustión CAPÍTULO X Laboratorios 10.1 Bombas centrífugas 10.2 Turbinas hidráulicas 10.3 Ventiladores centrífugos 10.4 Compresor de aire 10.5 Banco de prueba motor Otto 10.6 Banco de prueba motor Diesel VI. METODOLOGÍAS DIDÁCTICAS o Clases expositivas de los contenidos o Animaciones, videos y presentaciones o Resolución de problemas en clases. o Desarrollo de Proyecto hidráulico o Uso de Tecnologías de la información. o Desarrollo de laboratorios o Gestión de la asignatura en la plataforma de Intranet. o Autoaprendizaje con lecturas de publicaciones VII. RECURSOS DIDÁCTICOS o Bibliografía y literatura complementaria en biblioteca o Ayudante laboratorio. o Sala de computadores o Laboratorios de máquinas hidráulicas o Laboratorios de máquinas térmicas o Plataformas virtuales de gestión Intranet

5 VIII. SISTEMA DE EVALUACIÓN El curso contempla: 3 Pruebas de Cátedra, Proyecto hidráulico y 6 Laboratorios Evaluación Fecha Ponderación Observaciones Prueba % Prueba % Proyectos (tareas, trabajos) Avance 25 % preinforme Prueba % Laboratorios % Inscribir grupos en Laboratorio de Termofluidos Laboratorios Fecha Plazo de entrega de observaciones realización informe Bombas centrifugas 16 al semana Turbinas centrífugas 23 al semana Ventilador Centrífugo 16 al semana Compresor de aire 14 al semana Banco de pruebas 18 al semana Motor Otto y Diesel Restricción: La Cátedra y los Laboratorios se deben aprobar por separado La nota de los informes de laboratorios debe ser mayor ó igual a 4.0 IX. FUENTES DE INFORMACIÓN. Bibliografía TÍTULO AUTOR Mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas Mataix C. Bombas Centrifugas: Aspectos Teóricos y Fenomenológicos Gálvez E. Bombas Fuchslocher-Schulz Ventiladores y Turbocompresores Masana J. Redes Industriales de Tubería. Bombas Ventilador y compresor Kuszczewsky Antoni Literatura complementaria TÍTULO AUTOR Bombas centrífugas, Igor J. Karassik Manual de Bombas, Editorial Blume Bombas Centrífugas y Turbocompresores, Carl Pfleiderer Bombas y máquinas soplantes centrífugas, A. H. Church Bombas Hicks Tyler G. Bombas Hidráulicas, Saens de Echeverría Refrigeración y Acondicionamiento de aire, W. F. Stoecker Atlas Copco Air Compendium, Atlas Copco Manual del Ingeniero Mecánico, Hutte

6 Motores de Combustión Interna Edward F. Obert, Manual del automóvil, M. Arias-Paz Manual del Constructor de Máquinas Serrat y Bonastre, José Termodinámica y Motores térmicos D. H. Marter Mecánica de los Fluidos y Turbo Máquinas Hidráulica Agüera José Termodinámica Lógica y Motores Térmicos Agüera José Mecánica de los Fluidos aplicada Mott Rober Fundamentos a la Mecánicas de los Fluidos Munson, Yound, Okishi Manual de Pequeña Hidraulica Comisión Europea Termodinámica Aplicada, Gafert Guía de presentación de Informes técnicos. NCh -11