REPÚBLICA DE CUBA MINISTERIO DE EDUCACIÓN DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN TÉCNICA Y PROFESIONAL

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1 REPÚBLICA DE CUBA MINISTERIO DE EDUCACIÓN DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN TÉCNICA Y PROFESIONAL CÓDIGO: ESPECIALIDAD: REFRIGERACIÓPROGRAMA: ELEMENTOS DE MECÁNICA DE LOS FLUIDOS. NIVEL MEDIO SUPERIOR TÉCNICO MEDIO. ESCOLARIDAD INICIAL: 9NO GRADO. AUTOR: PROF. ERNESTINA PÉREZ RODRÍGUEZ AÑO: 2do FECHA: Mayo del AÑO Del 50 aniversario del Triunfo de la Revolución

2 ORIENTACIONES GENERALES DE LA ASIGNATURA EN LA ESPECIALIDAD. La asignatura de Mecánica de los Fluidos que se imparte en segundo año de la especialidad de Refrigeración está formada por dos puntos fundamentales, Mecánica de los Fluidos y Bombas. Esta asignatura es básica en la formación de un técnico de estas ramas, pues brinda información sobre el comportamiento de los fluidos en su paso por diferentes tuberías, así como el principio de funcionamiento de las bombas y otras materias de las especialidades. La asignatura Mecánica de los Fluidos requiere de conocimientos que el alumno recibe en Física, como son las leyes de los gases, así como ciertas habilidades que adquieren en Matemática, como es el trabajo con ecuaciones. Esta asignatura tendrá un enfoque teórico aunque en su desarrollo se realizarán cálculos de las ecuaciones fundamentales. Durante la práctica, se podrán ver dispositivos en los cuales se aplicarán los conocimientos teóricos recibidos durante el curso. La asignatura se evaluará según la resolución ministerial que está vigente prestando atención a las siguientes habilidades. Horas Total Teórica Práctica 1 Propiedades de los fluidos Estática de los fluidos Cinemática de los fluidos Flujo de líquidos y gases por tuberías Nociones generales sobre instalaciones de bombeo. 6 Bombas centrífugas Controles parciales y revisión. 8 8 TOTAL Para el completamiento de los contenidos a recibir por los estudiantes, se deben impartir temas de conferencia en la industria. A continuación se relacionan: Para la especialidad de Refrigeración: En la unidad Estática de los Fluidos tratar: 1 Presión de un punto en un sistema. En la unidad Medidores de Flujo tratar: 2 Metro Venturi. Características e instalación. 3 Medidores de Caudal. En la unidad Flujo de Líquidos y Gases por Tuberías tratar: 1 Pérdida de carga por razonamiento en régimen laminar y turbulento.

3 En la unidad Nociones Generales sobre Instalaciones de Bombeo tratar: 2 Esquemas de instalaciones de bombeo. En la unidad de Bombas Centrífugas tratar: 3 Empaquetaduras y sellos mecánicos. 4 Cebado de las bombas centrífugas. PLAN ANALÍTICO Unidad 1: Propiedades de los Fluidos. Densidad. Peso específico. Gravedad específica. Viscosidad absoluta. Viscosidad cinemática. Influencia de la temperatura y la presión en la viscosidad de un fluido. Dimensiones y unidades de la viscosidad. Compresibilidad: flujo compresible y fluido incompresible. Fluido ideal. Fluido newtoniano. Problemas. Unidad 2: Estática de los Fluidos. Presión completa y unidades. Presión de un punto. Variación de la presión de un líquido en reposo. Variación a lo largo de un plano horizontal. Variación a lo largo de un plano vertical. Presión expresada como altura de un fluido. Manómetros diferenciales. Problemas. Práctica de laboratorio 2. Unidad 3: Cinemática de los Fluidos. Distintos tipos de regímenes de circulación, flujo laminar, transición y turbulento. Ecuación de la energía para líquidos. Ecuación de Bernoulli. Interpretación geométrica del principio de Bernoulli. Ecuación de Bernoulli para flujo real. Potencia hidráulica. Problemas. Práctica de Laboratorio 3.

4 Unidad 4: Flujo de líquidos y Gases de Tuberías. Régimen laminar y régimen turbulento. Experiencias de Reynolds. Explicación de la transición de sistemas mediante el concepto del número de Reynolds. Ecuación general de la fuerza resistente. Pérdidas de carga por rozamiento en régimen laminar y turbulento. Perímetro mojado y radio hidráulico. Ecuaciones empíricas para el flujo por tuberías. Fórmula de Cluz y fórmula de William Hanzen. Tablas y métodos holográficos de cálculo. Análisis general de las pérdidas por fricción en accesorios y válvulas. Uso de diagramas. Sistema simple de tuberías. Hallar las pérdidas, hallar el diámetro. Formas de distribución de tuberías. Tuberías en serie, tuberías en paralelo, tuberías ramificadas. Problemas. Práctica de Laboratorio 4. Unidad 5: Nociones generales sobre instalaciones de bombeo. Necesidades de las estaciones de bombeo en las industrias. Esquemas de instalaciones de bombeo. Carga dinámica total o carga de bombeo. Carga de aspiración. Carga de velocidad. Carga de elevación. Clasificación general de las bombas. Bombas de desplazamiento positivo. Bombas de desplazamiento no positivo o rotodinámicas. Bombas de flujo impelente. Unidad 6: Bombas Centrífugas. Generalidades de las bombas centrífugas. Clasificación y funcionamiento. Potencia y rendimiento de las bombas centrífugas. Características de la bomba ideal, grado de reacción de la bomba (Triángulo de velocidades y calidad del impelente). Deducción de la ecuación fundamental de las bombas centrífugas. Número finito de alabes. Cálculo de las pérdidas hidráulicas en el interior de la bomba. Trazado de las características de cálculo. Rendimiento de la bomba. Pérdidas hidráulicas. Pérdidas volumétricas. Pérdidas mecánicas. Relación de semejanza entre rodetes. Relación de la velocidad específica con el rendimiento de la bomba. Cavitación. Cálculo de la cavitación en las bombas centrífugas. Selección del tipo de bomba. Particularidades de las bombas centrífugas de alta presión. Bombas centrífugas de uno y varios pasos. Formas de aliviarlo. Empaquetaduras y sellos mecánicos. Cojinetes. Cebado de las bombas centrífugas. Uso de las bombas en serie y en paralelo. Bombas centrífugas verticales. Deficiencias en el trabajo de las bombas y su reparación. Objetivos del año. La habilidad fundamental de esta asignatura es determinar a un nivel elemental las caídas de presión y magnitudes que se tienen en cuenta durante el movimiento de los fluidos a través de las tuberías. Contribuir al desarrollo de las convicciones políticas e ideológicas, de la ética, la estética y del nivel científico-técnico de los alumnos. Sistema de habilidades por unidades

5 Unidad 1: Propiedades de los Fluidos. Interpretar conceptos y definiciones para aplicarlos en la solución de problemas y ejercicios de la asignatura y de la especialidad. Unidad 2: Estática de los Fluidos. Determinar presión en un punto en líquidos en reposo y a lo largo de planos horizontales y verticales. Determinar la presión en función de la altura del fluido. Interpretar el principio del funcionamiento de los manómetros diferenciales. Unidad 3: Cinemática de los Fluidos. Identificar los diferentes tipos de circulación que existen. Interpretar la ecuación de Bernoulli analizando la forma que toma en diferentes situaciones dadas. Interpretar leyes, conceptos y definiciones para aplicarlos en la solución de problemas de Bernoulli. Unidad 4: Flujo de Líquidos y Gases de Tuberías. Calcular el número de Reynolds para cada uno de los regímenes de circulación. Calcular las pérdidas de carga por razonamiento en los regímenes laminar y turbulento. Determinar las pérdidas de presión en accesorios y válvulas. Identificar las ecuaciones empíricas para el flujo de tuberías. Construir las tablas holográficas de cálculo. Construir diagramas de tuberías. Unidad 5: Nociones Generales sobre Instalaciones de Bombeo. Construir esquemas de instalaciones de bombeo. Determinar la carga dinámica total o carga de bombeo. Calcular la carga de aspiración, carga-velocidad y carga de elevación. Identificar las bombas de desplazamiento positivo, no positivo o rotodinámicas y de fluido impelente. Unidad 6: Bombas Centrífugas. Calcular la potencia y el rendimiento de las bombas centrífugas. Identificar las características de la bomba ideal y el grado de reacción de las bombas. Interpretar la deducción de la ecuación fundamental de las bombas centrífugas. Calcular las pérdidas hidráulicas en el interior de las bombas. Calcular la cavitación en las bombas centrífugas. Identificar las bombas centrífugas de varios pasos. Identificar las deficiencias en el trabajo de las bombas y su reparación. Indicaciones metodológicas por unidades Unidad 1

6 Se recomienda el uso de método explicativo-ilustrativo, con vinculación de ejemplos prácticos en la industria, utilizando el pizarrón. También utilizar el método elaboración conjunta en la realización de ejercicios, así como el método de trabajo independiente para el trabajo individual y colectivo tanto en el aula como en la casa. Unidad 2 En esta unidad se debe prestar atención a las deficiencias en el despeje de ecuaciones que presenten los alumnos en este nivel. Los métodos mencionados anteriormente son aplicables aquí también, se incluye el uso de objetos reales así como video-cassettes, además del uso de técnicas participativas atendiendo a las posibilidades que nos brinde el contenido y potencialidades de los alumnos. Unidad 3 En relación con los métodos, se establece la misma indicación de la unidad 1. Se debe puntualizar el trabajo para determinar cuándo igualamos ecuaciones en el cálculo de presiones y velocidades. Unidad 4 Se debe prestar atención a las dificultades que presentan los estudiantes para la utilización de tablas y diagramas respecto a los métodos que se aplican en la unidad 1. Unidad 5 Se recomienda el uso de método explicativo-ilustrativo utilizando el pizarrón, láminas para apoyar la explicación del trabajo de las bombas, así como la solución de ejercicios con el método de elaboración conjunta y trabajo independiente. SISTEMA DE EVALUACIÓN: Se evaluará según la RM 224/89 sobre el Sistema de Evaluación en la ETP. BIBLIOGRAFÍA: Hidráulica y Bombas / Ing. Evelio Abelardo Ferro Ramos Hidráulica / B. Nekrasov