INGENIERÍA AERONÁUTICA MECÁNICA DE FLUIDOS SÍLABO

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1 I. DATOS GENERALES INGENIERÍA AERONÁUTICA MECÁNICA DE FLUIDOS SÍLABO 1.1 ASIGNATURA : Mecánica de los Fluidos 1.2 CÓDIGO : PRE-REQUISITO : y HORAS SEMANALES : TEORÍA : PRÁCTICA : N DE CRÉDITOS : CICLO : VI 1.7 TIPO DE CURSO : Obligatorio 1.8 DURACIÓN DEL CURSO : 18 Semanas en total 1.9 CURSO REGULAR : 17 Semanas 1.10 EXAMEN SUSTITUTORIO : 01 Semana II. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA: La asignatura de Mecánica de Fluidos es de naturaleza teórica-práctica y constituye una de las bases para que el alumno tenga el conocimiento necesario, para aplicación en la carrera de Ingeniería Aeronáutica. Brinda al alumno los conceptos necesarios acerca de la naturaleza de los fluidos así como de los efectos que ejercen sobre ellos las fuerzas de presión y las condiciones del medio circundante. En otras palabras, el propósito del curso consiste en orientar y proporcionar al alumno los conocimientos fundamentales para que pueda hacer investigación y a la vez, desarrollar s capacidades intelectuales y creativas. Es parte fundamental del curso que el alumno se motive desde el comienzo de la carrera, por medio de la trasmisión de conocimientos y experiencia de la vida real, para que investigue y se sienta inmerso en el contenido del currículo y perfil de la carrera, tanto en los aspectos cognitivo y fundamento matemático. El desarrollo de la asignatura deberá estimular el espíritu crítico de los fenómenos físicos en los fluidos. El alumno de ingeniería desarrollará capacidad de análisis y los conocimientos adquiridos despertaran el interés, para aplicación durante la carrera profesional. Al finalizar el curso, el estudiante será capaz de: INGENIERÍA AERONÁUTICA: MECÁNICA DE LOS FLUÍDOS Página 1

2 Estar en condiciones de determinar y calcular los efectos de las fuerzas de presión y las condiciones del medio circundante en los fluidos dentro del campo de la ingeniería. Emplear los fundamentos de la mecánica en fluidos líquidos y gaseosos para llegar a solucionar los problemas presentados en la ingeniería. Desarrollar las aptitudes y habilidades en el manejo e interpretación de los reltados acerca de los cálculos realizados. El curso comprende como unidades de aprendizaje: 1. Dinámica y teoremas de conservación en la dinámica. 2. Termodinámica de los fluidos. 3. Dinámica de gases. Flujo unidireccional isoentrópico para gases ideales en régimen bsónico y persónico. 4. Forma integral de las ecuaciones de conservación para flujo 5. Flujo unidimensional. Ondas de choque normal, oblicuas. 6. Flujo interno. Flujo con intercambio de calor, flujo con fricción y flujo de combustión 7. Flujo viscoso externo. Capa límite con y sin transferencia de calor. 8. Flujo viscoso interno. Turbulencia. III. COMPETENCIA Utiliza los conceptos físicos básicos tales como la hidrostática y la hidrodinámica combinados con los teoremas de conservación de la energía y de la cantidad de movimiento o también llamada momentum. IV. CAPACIDADES 1. Maneja el cálculo de velocidades y aceleraciones en fluidos. 2. Determina la fuerza de empuje hidrostático. 3. Calcula Presiones utilizando sistemas de rula condiciones de Estancamiento. 4. Reelve problemas empleando tablas de flujo compresible. 5. Maneja el cálculo vectorial. 6. En ocasiones empleara métodos numéricos. V. METODOLOGÍA Al inicio del curso, el profesor hará la presentación introductoria del mismo y explicará el sílabo, enfatizando que promoverá la práctica, talleres, investigación y el diálogo constante con los alumnos para ayudar a que fijen y profundicen mejor los conceptos, los métodos y conocimientos que vayan adquiriendo. INGENIERÍA AERONÁUTICA: MECÁNICA DE LOS FLUÍDOS Página 2

3 Se resaltará la importancia de la participación espontánea de los alumnos en las s teóricas y prácticas del curso y que como estudiantes universitarios, no sólo deben limitarse a conocer lo tratado en, sino que deben investigar sobre los diferentes temas tratados. En esencia, la asignatura se desarrollará con los siguientes lineamientos metodológicos: 1. El profesor del curso, en cada presentará: el fundamento teórico de los diferentes temas, siguiendo el orden que se señala en el programa analítico. Además desarrollará talleres de problemas y propiciará y estimulará la intervención de los alumnos en la. Dejará temas y trabajos prácticos (problemas) de diferentes niveles de complejidad, para que los alumnos investiguen y /o desarrollen en grupo o en forma personal. 2. En caso que los alumnos encuentren dificultad para resolver cualquier problema relacionado con la asignatura, podrán acudir a realizar la respectiva conlta al profesor responsable de la asignatura. 3. Es requisito, que el alumno en todos los trabajos prácticos (problemas), monografías, presentaciones, etc. haga uso intensivo de la Tecnología de la Información. (Ofimática para Ingenieros, Internet, Intranet, Red de la EAPIA y Correo Electrónico). VI. EVALUACIÓN El Reglamento vigente de la UAP, exige la asistencia obligatoria a s y que el profesor pase la lista de asistencia en cada que dicta, registrando las inasistencias, en el registro proporcionado por la Universidad. Los alumnos no podrán sobrepasar el 30% de inasistencias justificadas a las horas lectivas teóricas, ni el 20% a las prácticas para tener derecho a evaluación. Dada la naturaleza del curso respecto a que imparte conocimientos pero además es de ma importancia la transmisión directa de la experiencia del profesor y que los alumnos participen activamente en el aula, se reitera que es de vital importancia la asistencia a s. Debe quedar perfectamente entendido que sólo cuando el alumno asiste a s, gana el derecho de ser evaluado y que en todo momento estará presente la normatividad expresada en el Reglamento de la UAP. La Modalidad de Evaluación será la siguiente: - Trabajo Académico (TA), El Sistema de Evaluación Permanente de la UAP, contempla las siguientes modalidades de Trabajo Académico: Participación INGENIERÍA AERONÁUTICA: MECÁNICA DE LOS FLUÍDOS Página 3

4 en. Prácticas calificadas. Seminarios de discusión. Trabajos de investigación, experimentación u observación. Trabajos de producción. Elaboración de proyectos. Exposiciones. Trabajos de aplicación. Resolución de casos y problemas. - Examen Parcial (EP), que consiste de una evaluación teórico - práctico de conocimiento y donde el alumno dará s respuestas por escrito. - Examen Final (EF), que consiste en la evaluación teórico - práctico de conocimiento de todo el curso y donde el alumno dará s respuestas por escrito. La ponderación de notas que el profesor debe mantener es la siguiente: Descripción Ponderación Porcentaje Examen Parcial Peso 3 30% Examen Final Peso 3 30% Trabajo Académico Peso 4 40% - Examen Sustitutorio (ES), que consiste en la evaluación teórico - práctico de conocimiento de todo el curso y donde el alumno dará s respuestas por escrito. La nota obtenida en el examen Sustitutorio, podrá reemplazará la nota más baja que el alumno haya obtenido en Primer examen Parcial o en el Examen Final y de proceder el reemplazo, se recalculará la nueva nota final. Las calificaciones de los exámenes se regirán por el sistema vigesimal. Para aprobar una asignatura se requiere calificación mínima de 11,00 puntos. Al establecer el promedio final, el residuo igual o perior a cinco décimas (0,5) como un punto, deberá ser considerado a favor del alumno. VII. PROGRAMACION DE UNIDADES TEMÁTICAS Unidad N 1: Dinámica y teoremas de conservación en la dinámica Capacidad N 1: Maneja en Flujo de Fluidos INGENIERÍA AERONÁUTICA: MECÁNICA DE LOS FLUÍDOS Página 4

5 Semana N 01 Hipótesis del medio Verifica el continúo medio continuo Concepto de partícula Desarrolla un espíritu fluida. Verifica la posición de una Descripciones partícula. Lagrangiana del Muestra interés, Movimiento de los Fluidos Analiza la posición Lagrangiana del Movimiento de los Fluidos. aprendizaje. Semana N 02 Reflexiona sobre la Analiza la posición Euleriana del Movimiento de los Fluidos. Analiza las dos descripciones anteriores en la aplicación de la 2da ley de newton Descripción Euleriana del Movimiento de los Fluidos Campo de aceleraciones Semana N 03 Desarrolla un espíritu Muestra interés, aprendizaje. Reflexiona sobre la Volumen de Control Analiza la Ecuación de Continuidad Ecuación de Continuidad Ecuación de Bernoulli Efecto Venturi Verifica la Ecuación de Bernoulli Analiza el Efecto Venturi. Desarrolla un espíritu Muestra interés, aprendizaje. Reflexiona sobre la INGENIERÍA AERONÁUTICA: MECÁNICA DE LOS FLUÍDOS Página 5

6 Unidad N 2: Termodinámica de los fluidos Capacidad N 2: Maneja las leyes de la Termodinámica aplicadas al movimiento de los fluidos. Semana N 04 Termodinámica Propiedades Termodinámicas Entalpia Analiza el concepto de Termodinámica Semana N 05 Analiza las Propiedades de las stancias Evalúa la entalpia. Desarrolla un espíritu Muestra interés, aprendizaje. Reflexiona sobre la Flujo y Estado Estable en los Fluidos Primera Ley para un Flujo Estable. Entropía Analiza el Régimen FEES Evalúa la Primera Ley de la Termodinámica para un régimen FEES.. Desarrolla un espíritu Muestra interés, aprendizaje. Reflexiona sobre la Unidad N 3: Dinámica de los gases. Flujo unidireccional isoentroipico para gases ideales en régimen bsónico y persónico Capacidad N 3: Maneja los tipos de fluidos y flujos con densidad variable INGENIERÍA AERONÁUTICA: MECÁNICA DE LOS FLUÍDOS Página 6

7 Semana N 06 FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA Dinámica de los Gases Velocidad del Sonido Numero Mach Analiza la Dinámica de los Gases Evalúa la Velocidad del Sonido Desarrolla un espíritu Muestra interés, aprendizaje. Reflexiona sobre la Semana N 07 Flujo isoentrópico Graficas Analiza el flujo isoentróico Evalúa las gráficas del flujo isotrópico. Desarrolla un espíritu Muestra interés, aprendizaje. Reflexiona sobre la importancia de los temas realizando preguntas y buscando información. Unidad N 4: Forma integral de las ecuaciones de conservación para flujo no viscoso Capacidad N 4: Maneja el concepto de conservación de la masa, momento y energía de un flujo no viscoso. Semana N 08 Continuación del tema anterior Examen parcial INGENIERÍA AERONÁUTICA: MECÁNICA DE LOS FLUÍDOS Página 7

8 Semana N 09 FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA Ecuación de conservación Analiza y evalúa los de la masa conceptos de conservación Ecuación de conservación de la masa y momento del momento Desarrolla un espíritu Muestra interés, aprendizaje. Reflexiona sobre la Semana N 10 Ecuación de conservación de la energía Analiza y evalúa el concepto de conservación de la energía Desarrolla un espíritu Muestra interés, disposición y auto aprendizaje. Reflexiona sobre la importancia de los temas realizando preguntas y buscando información. Unidad N 5: Flujo unidimensional. Ondas de choque oblicuas y de expansión Capacidad N 5: Análisis de Flujo Externo Semana N 11 INGENIERÍA AERONÁUTICA: MECÁNICA DE LOS FLUÍDOS Página 8

9 Ondas de cho1ue normales. Ondas de choque oblicuas. Ondas de choque de expansión. Analiza los conceptos básicos y diferencias de las ondas de choque normales, oblicuas y de expansión. Desarrolla un espíritu Muestra interés, disposición y auto aprendizaje. Reflexiona sobre la importancia de los temas realizando preguntas y buscando información. Unidad N 6: Flujo interno. Flujo con intercambio de calor, flujo con fricción y flujo de combustión Capacidad N 6: Análisis de Flujo Interno Semana N 12 Analiza el flujo en Flujo en tuberías Perdidas primarias. Perdidas secundarias Diagrama de Moody tuberías. Evalúa perdidas primarias Evalúa perdidas secundarias Maneja el diagrama de Moody.. Desarrolla un espíritu Muestra interés, aprendizaje. Reflexiona sobre la importancia de los temas realizando preguntas y buscando información. Semana N 13 INGENIERÍA AERONÁUTICA: MECÁNICA DE LOS FLUÍDOS Página 9

10 Métodos Numéricos Analiza los procedimientos Cálculo de factores de de cálculo con métodos Fricción con iteraciones. iterativos. Utiliza modelamientos. Desarrolla un espíritu Muestra interés, aprendizaje. Reflexiona sobre la Unidad N 7: Flujo viscoso externo. Capa límite con y sin transferencia de calor Capacidad N 6: Análisis de Flujo Viscoso Externo Semana N 14 Resistencia Fluido Análisis de resistencia fluido dinámica dinámica Resistencia de un cilindro Evalúa la resistencia en un cilindro. Desarrolla un espíritu Muestra interés, aprendizaje. Reflexiona sobre la Semana N 15 INGENIERÍA AERONÁUTICA: MECÁNICA DE LOS FLUÍDOS Página 10

11 Analiza la influencia del Número de Reynolds. Evalúa la resistencia en cuerpos romos. Influencia del Numero de Reynolds Resistencia de cuerpos romos.. Desarrolla un espíritu Muestra interés, aprendizaje. Reflexiona sobre la Unidad N 8: Flujo viscoso interno. Turbulencia Capacidad N 8: Maneja los conceptos referidos al Flujo Viscoso Interno Semana N 16. Capa limite en tuberías. Perdidas de carga Turbomaquinas Semana N 17 Analiza la capa límite. Evalúa las pérdidas de carga. Analiza las turbomaquinas. Desarrolla un espíritu Muestra interés, aprendizaje. Reflexiona sobre la Examen final Semana N 18 Examen stitutorio INGENIERÍA AERONÁUTICA: MECÁNICA DE LOS FLUÍDOS Página 11

12 VIII. BIBLIOGRAFÍA 1. Bibligrafia Básica Shapiro, A. Fonnas y Fluidos. Ed. EUDEBA 2. Bibligrafia Suplementaria Dayli, J. Halerman, D. Dinámica de los Fluidos. Ed. Trillas. S.A. Massey, P. S. Mecánica de los Fluidos. Cia. Editorial. Continental S. A. Prandtl, L. Tietjens, O. G. Fundamental of hidro and aeromechanics. Ed. Dover. Prandtl, L. Tietjens, O. G. Applied hidro and aeromechanics. Ed. Dover. Sabersky, E. M. Acosta, A. J. Fluid Flow. Ed. Collier. Mac. Millan.White, EM. Mecánica de los Fluidos. Ed. Mac Graw. Hill. Swanson, W. M. Fluid Mechanics. Ed. Wotl. Rinehart and Winston.Fox, R. W, MacDonald, A. T. Introducción a la mecánica de los fluidos. Ed. John Wiley and sons. Schlichting, W. Teoría de la Capa Límite. Ed. Urno. Nekrasov, B. Hidráulica. Ed. Mir. Pueblo Libre, Marzo del 2015 INGENIERÍA AERONÁUTICA: MECÁNICA DE LOS FLUÍDOS Página 12