Mecánica de los Fluidos

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1 25 Hoja 1 de 6 Programa de: Mecánica de los Fluidos UNIVERSIDAD NACIONAL DE CÓRDOBA Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales República Argentina Carrera: Ingeniería Civil Escuela: Ingeniería Civil. Departamento: Hidráulica. Carácter: Obligatoria Código: 0026 Plan: Carga Horaria: Semestre: Sexto Puntos: Hs. Semanales: Año: 3 4,5 Tercero Objetivos: 1. Desarrollar en el futuro ingeniero civil una comprensión de los conceptos básicos de uso en la mecánica de los fluídos. 2. Presentar als aplicaciones más usuales de la meteria en la práctica de la ingeniería. Generar una base de conocimientos teórico-prácticos para la posterior utilización en las diversas materias de aplicación que utilizan dicho bagaje. Programa Sintético: 1. Propiedades de los fluídos. 2. Estática de los fluídos. 3. Cinemática de los fluídos 4. Variación de presión en flujos. 5. Flujo no viscoso incompresible. 6. Principios del momento lineal y momento angular. 7. Principio de la energía. 8. Análisis dimensional. 9. Resistencia de superficie. 10. Flujo en conductos. 11. Fuerza de arrastre y sustentación 12. Flujo compresible. 13. Turbomáquinas. 14. Mediciones de fluídos. Programa Analítico: de foja 2 a foja 5. Bibliografía: de foja 6 a foja 6. Correlativas Informática Obligatorias: Mecánica Analítica Correlativas Aconsejadas: Rige: Aprobado HCD, Res.: Modificado/Anulado/Sust. HCD Res.: Fecha: Fecha: El Secretario Académico de la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales (UNC) certifica que el programa está aprobado por el (los) número(s) y fecha(s) que anteceden. Córdoba, / /. Carece de validez sin la certificación de la Secretaría Académica:

2 Programa Analítico de Mecánica de los Fluidos Unidad 1. Propiedades de los fluidos 1.1. Definición de fluido 1.2. Unidades de fuerza, masa, longitud y tiempo 1.3. Viscosidad 1.4. Medio continuo 1.5. Densidad, volumen específico, peso específico, densidad relativa y presión 1.6. Gas perfecto 1.7. Módulo elástico a la compresión 1.8. Tensión superficial Unidad 2. Estática de los fluidos 2.1. Presión en un punto 2.2. Ecuación básica de estática de fluidos 2.3. Unidades y escalas para medición de la presión 2.4. Manómetros 2.5. Fuerzas sobre superficies planas 2.6. Componentes de fuerzas sobre superficies curvas 2.7. Fuerza de flotación 2.8. Estabilidad de cuerpos flotantes y sumergidos 2.9. Equilibrio relativo Unidad 3. Ecuaciones básicas y conceptos de flujo de fluidos 3.1. Características del flujo; definiciones 3.2. Conceptos de sistema y volumen de control 3.3. Aplicación del volumen de control a la continuidad, energía y cantidad de movimiento 3.4. Ecuación de continuidad 3.5. La ecuación de Euler de movimiento a lo largo de una trayectoria 3.6. La ecuación de Bernoulli 3.7. Reversibilidad, irreversibilidad y pérdidas 3.8. Ecuación de energía a régimen permanente 3.9. Relación entre la ecuación de Euler y las relaciones termodinánúcas Aplicación de la ecuación de energía a casos de flujo de fluidos a régimen permanente Aplicaciones de la ecuación de cantidad de movimiento lineal Ecuación de momento de la cantidad de movimiento

3 Unidad 4. Análisis dimensional y similitud dinámica 4.1. Homogeneidad dimensional y relaciones adimensionales 4.2. Dimensiones y unidades 4.3. El teorema II 4.4. Análisis de parámetros adimensionales 4.5. Similitud: estudios con modelos físicos Unidad 5. Flujo Viscoso: tuberías y canales 5.1. Flujo laminar y turbulento: flujo interno y externo 5.2. Ecuaciones de Navier-Stokes 5.3. Flujo laminar incompresible a régimen permanente entre placas paralelas 5.4. Flujo laminar en tuberias y coronas circulares 5.5. Relaciones para el esfuerzo de corte turbulento 5.6. Flujo turbulento en conductos abiertos y cerrados 5.7. Flujo uniforme a régimen permanente en canales abiertos 5.8. Flujo incompresibie a régimen permanente en tuberías sencillas 5.9. Pérdidas menores Mecánica de la lubricación Unidad 6. Flujos externos 6.1. Fuerzas de corte y de presión 6.2. Conceptos de capa límite 6.3. Arrastre sobre cuerpos sumergidos 6.4. Sustentación 6.5. Turbulencia libre y fenómenos de transporte Unidad 7. Flujo Compresible 7.1. Expresiones para un gasideal 7.2. Velocidad de una ondasonora;número de Mach 7.3. Flujo isoentrópico 7.4. Ondas de choque 7.5. Líneas de Fanno y de Rayleigh 7.6. Flujo adiabático con rozamiento en conductos 7.7. Flujo sin rozamiento en conductos con transferencia de calor 7.8. Flujo isotérmico a régimen permanente en tuberías largas 7 9. Analogía entre ondas de choque y ondas en canales abiertos

4 Unidad 8. Flujo de un fluído ideal 8.1. Condiciones para el flujo de un fluido ideal 8.2. Ecuación de Euler del movimiento 8.3. Flujo irrotacional: potencial de velocidad 8.4. Integración de las ecuaciones de Euler: ecuación de Bernoulli 8.5. Funciones de corriente; condiciones a la frontera 8.6. La red de flujo 8.7. Flujo bidimensíonal Unidad 9. Mediciones de fluidos 9.1. Medición de presión 9.2. Medición de velocidad y volumen 9.3. Orificios 9.4. Medidor de Venturi, boquilla y otros medidores de rapidez 9.5. Vertedores 9.6. Medición de turbulencia 9.7. Medición de viscosidad Unidad 10. Turbomaquinaria Unidades homólogas; velocidad específica Teoría elemental de álabes Teoría de las turbomaquinarias Turbinas de reacción Bombas y ventiladores Turbinas de impulso Compresores centrífugos Cavitación Unidad 11. Flujo a régimen permanente en conductos cerrados Fórmulas exponenciales de rozamiento en tubos Líneas de altura motriz (LAM) y de nivel energético (LNE) El sifón Tuberias en sede Tuberías en paralelo Tuberías interconectadas Redes de tuberias Programas de computadora para sistemas hidráulicos a régimen permanente

5 11.9. Conductos de secciones transversales no circulares Envejecimiento detuberías Unidad 12. Flujo a régimen no permanente en conductos cerrados Oscilación de un liquido en un tubo en U Establecimiento de flujo Control de oscilaciones Descripción del fenómeno de golpe de ariete Solución por el método de caracteristicas Condiciones a la frontera Programas computacionales para el cálculo del golpe de ariete

6 Bibliografía Calvi, T, R. Notas didácticas de Mecánica de los Fluídos. CEICiN. Daily, J. Halerman, D. Dinámica de los fluídos. Ed. Trillas S.A. Daugherty; Franzini; Finnemore. Fluid Mechanics with Enginnering Aplications Daigherty. Ed. Mc Graw Hill Fox, R, W. McDonald, A, T. Introducción a la mecánica de los fluídos. Ed. John Wiley and Sons. Massey, P, S. Mecánica de los fluídos. Cia. Editorial Continental S.A. Nekrasov, B. Hidráulica. Ed. Mir. Prandtl, L. Tietjens, O, G. Applied hidro and aeromechanics. Ed. Dover. Prandtl, L. Tietjens, O, G. Fundamentals of hidro and aeromechanics. Ed. Dover. Roberson; Crawe. Engineering Fluid Mechanics. Ed. Houghton Mifflin Sabersky, E, M. Acosta, A, J. Fluid flow. Ed. Collier. MacMillan. Schlichting, W. Teoría de la capa límite. Ed. Urmo. Shapiro, A. Formas y fluídos. Ed. EUDEBA. Steeter V. y Wyllie E. Mecánica de los Fluidos. Ed. Mc Graw Hill; octava edición Swanson, W, M. Fluid mechanics. Ed. Wotl, Rinehart and Winston. White, E, M. Mecánica de los fluídos. Ed. McGraw-Hill. Yuan, S. W. Foundations of Fluids Mechanics. Ed. Prentice Hall.