UNIVERSIDAD DEL CAUCA FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS PROGRAMA INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

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1 ASIGNATURA: FÍSICA DE FLUIDOS CÓDIGO: FIS113CA CRÉDITOS: 4 MODALIDAD: Presencial (Teórico-Práctica) REQUISITOS: Mecánica INTENSIDAD: 6 horas semanales DIMENSIÓN: Científico Tecnológica INTRODUCCIÓN El conocimiento de las propiedades físicas de los fluidos y su manejo dentro de problemas prácticos es básico en el área de la ingeniería agroindustrial por los procesos productivos que se manejan, donde comúnmente se involucran los fluidos. OBJETIVO GENERAL Estudiar las leyes fundamentales del equilibrio y movimiento de los fluidos. Familiarizar al estudiante con los fenómenos físicos e hidráulicos mediante la visualización real de los mismos. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Lograr que el estudiante pueda aplicar los conocimientos básicos al comportamiento de los fluidos y a los problemas relacionados con flujo permanente, así como motivar al estudiante en el aspecto físico que el análisis requiere. a) Comprobar, con base en ensayos, los criterios y conceptos teóricos fundamentales de la Física de Fluidos e Hidráulica. b) Obtener mediante experimentación, coeficientes empíricos aplicados a las ecuaciones básicas de la hidráulica para su comparación con los valores teóricos hidráulicos, adquiera criterios para la aplicación adecuada de coeficientes empíricos. c) Conocer el funcionamiento de máquinas y el uso de instrumentos que se rigen por principios hidráulicos. d) Fomentar el interés por la experimentación e investigación.

2 METODOLOGÍA: Clase Magistral Revisión de conceptos básicos, aplicación y discusión de los mismos Solución de problemas tipo Realización de ejemplos numéricos en clase Presentación de quices durante la clase sin programación previa Realización de dos exámenes parciales Examen final. Presentación de un quiz en cada una de las reuniones, previa revisión del material correspondiente por parte de los estudiantes. Desarrollo de la práctica, toma de datos. Presentación del informe escrito de cada una de las prácticas. La nota de laboratorio hace parte de la nota de la materia. La primera se obtiene de la calificación de los quices y los informes de laboratorio. CONTENIDO PROGRAMÁTICO CAPITULO 1. GENERALIDADES 1.1. INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA DE LOS FLUIDOS 1.2. SISTEMAS DE UNIDADES Y DIMENSIONES CAPITULO 2. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS 2.1 DENSIDAD 2.2 PESO ESPECÍFICO 2.3. VOLUMEN ESPECÍFICO 2.4. DENSIDAD RELATIVA 2.5 VISCOSIDAD DINÁMICA 2.6 VISCOSIDAD CINEMÁTICA 2.7 TENSIÓN SUPERFICIAL 2.8 COMPRESIBILIDAD 2.9 TEMPERATURA Página 2

3 1 Densidad de sólidos y líquidos. 2 Viscosidad 3 Tensión superficial y capilaridad. CAPITULO 3. ESTÁTICA DE FLUIDOS 3.1. DEFINICIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS 3.2. ECUACIÓN FUNDAMENTAL DE LA HIDROSTÁTICA 3.3. FUERZAS SOBRE SUPERFICIES PLANAS 4 Presión hidrostática. CAPITULO 4. PRINCIPIOS DE FLUJO DE LOS FLUIDOS 4.1. DEFINICIONES- CONCEPTOS DE SISTEMA Y VOLUMEN DE CONTROL 4.2. REGÍMENES FLUJO, LÍNEA Y TUBO DE CORRIENTE 4.3. ECUACIÓN DE CONTINUIDAD 4.4. CONSIDERACIONES ENERGÉTICAS - ECUACIÓN DE BERNOULLI 4.5. CANTIDAD DE MOVIMIENTO Y FUERZAS EN FLUJOS 4.6 CONCEPTOS GENERALES DE POTENCIA MAQUINAS HIDRÁULICAS 4 Régimen de flujo: visualización y análisis. 5 Tubo Pitot, Venturi. CAPITULO 5. FLUJO ESTACIONARIO EN FLUJO A PRESIÓN 5.1. RÉGIMEN LAMINAR TURBULENTO REYNOLDS 5.2. CONCEPTO DE RADIO HIDRÁULICO 5.3. PERDIDAS POR FRICCIÓN Y PERDIDAS LOCALES 5.4. COEFICIENTE DE FRICCIÓN EN TUBERÍA - DIAGRAMA DE MOODY. 6 Estudio de las pérdidas de energía en conductos a presión. Sifones. Página 3

4 CAPITULO 6. FLUJO ESTACIONARIO EN CANALES ABIERTOS 6.1. FLUJO UNIFORME PRESENTACIÓN DE COEFICIENTES CHEZY MANNING- OTROS 6.2. RESALTO HIDRÁULICO 7 Resalto Hidráulico CAPITULO 7. MEDIDORES DE CAUDAL 7.1. VENTURI 7.2. VERTEDEROS 7.3. ORIFICIOS BOQUILLAS 8 Medidores de caudal en flujo libre: vertederos, orificios y boquillas CAPITULO 8. MAQUINAS HIDRÁULICAS 8.1. BOMBAS CENTRIFUGAS 8.2. SISTEMAS DE BOMBEO 9 Bombas en serie y en paralelo. Funcionamiento de máquinas hidráulicas. BIBLIOGRAFÍA: MOTT Robert l.,mecánica de Fluidos Aplicada. Ph Pretince May. Cuarta edición. SOTELO AVILA Gilberto. Hidráulica General. Editorial Limusa. MATAIX Claudio. Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas. Harla. Segunda edición. STREETER Víctor. Mecánica de los Fluidos. Editorial McGrawHill. Novena Edición SCHAUM, Mecánica de Fluidos e Hidráulica. Editorial McGrawHill. Tercera Edición FRANZINE Joseph. Mecánica de Fluidos. Editorial McGrawHill. Novena Edición VENNARD, J. STREET, R. Elementos de Mecánica de Fluidos. Editorial CECSA MUNSON, YOUNG, OKIISHI. Fundamentos de Mecánica de Fluidos, John Wiley Sons Limusa Página 4

5 Manual de Laboratorio de Hidráulica. Editorial UNICAUCA. Manual de laboratorio de Física de fluidos. Página 5