GUÍA DOCENTE DE LA ASIGNATURA

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1 Página 1 de 5 Grado/Máster en: Centro: Asignatura: Código: Tipo: Materia: Módulo: Experimentalidad: Idioma en el que se imparte: Curso: Semestre: Nº Créditos Nº Horas de dedicación del estudiante: 11.5 Nº Horas presenciales: Tamaño del Grupo Grande: Tamaño del Grupo Reducido: Página web de la asignatura: DESCRIPCIÓN DE LA Graduado/a en Ingeniería de Organización Industrial por la Universidad de Málaga Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial Tecnología y Máquinas Hidráulicas 10 Obligatoria TECNOLOGÍA Y MÁQUINAS HIDRÁULICAS MÓDULO DE FORMACIÓN BÁSICA EN CIENCIAS DE LA INGENIERIA Y EN TECNOLOGÍA BÁSICA DE ORGANIZACIÓN 69 % teórica y 31 % práctica Castellano 4.5 EQUIPO DOCENTE Departamento: Área: INGENIERÍA MECÁNICA, TÉRMICA Y DE FLUIDOS MECÁNICA DE FLUIDOS Nombre y Apellidos Mail Teléfono Laboral Despacho Horario Tutorías Coordinador/a: IGNACIO GONZALEZ LOSCERTALES JOSE FRANCISCO VELAZQUEZ NAVARRO MARIA ISABEL OLMO SANCHEZ loscertales@uma.es josevelazquez@uma.es maribelolmo@uma.e s D - E.T.S.I. INDUSTRIAL.106.D - E.T.S.I. INDUSTRIAL RECOMENDACIONES Y ORIENTACIONES - CONTEXTO Primer cuatrimestre: Miércoles 11:30-13:00, Jueves 11:30-13:00 Segundo cuatrimestre: Lunes 09:30-11:00, Miércoles 11:15-1:45 Primer cuatrimestre: Lunes 18:00-0:00, Viernes 11:00-13:00, Jueves 11:00-13:00 Segundo cuatrimestre: Jueves 16:00-18:00, Lunes 11:00-13:00, Miércoles 11:00-13:00 El objetivo de esta asignatura es familiarizar al alumno con los principios de funcionamiento de las turbomáquinas hidráulicas, su teoría básica, su empleo en sistemas hidráulicos en régimen estacionario y cómo seleccionarlas. Aunque se tratan las máquinas de forma genérica, se hace hincapié en las centrífugas, indicando su rango y límites de uso a partir del análisis simplificado de su funcionamiento y diseño interno, principalmente su rotor. Por otro lado, se introducen las redes hidráulicas, así como su descripción en términos de ecuaciones y condiciones de contorno. Finalmente, la combinación de las redes con la descripción de la máquina permite, en algunos casos, predecir el funcionamiento de los sistemas hidráulicos en términos de alturas y caudales, y en otros casos obtener los parámetros de selección de la turbomáquina hidráulica apropiada al sistema. 1 Competencias generales y básicas COMPETENCIAS CB Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio CB3 Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica y ética CB4 Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado CB5 Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía CG1 Capacidad para aplicar conocimientos de: Matemáticas, Ciencias e Ingeniería CG Capacidad para diseñar y conducir experimentos y también para analizar e interpretar la información CG9 Comprensión de la responsabilidad ética y profesional Competencias específicas CETOB08 Conocer y aplicar los fundamentos de los sistemas y máquinas fluidodinámicas

2 Página de 5 Tecnología y Máquinas Hidráulicas Tema 1. Introducción a las máquinas hidráulicas. - Generalidades y clasificaciones. Aplicaciones industriales. CONTENIDOS DE LA - Magnitudes básicas: caudal, altura, potencia, trabajo específico, rendimientos. Descripción de las condiciones de operación de una bomba en una red. Tema. Teoría básica de turbomáquinas. - Diagramas de velocidad. - Ecuaciones de conservación de masa, energía y momento cinético; ecuación de Euler. Impulso y reacción; grado de reacción. Tema 3. Teoría de las turbomáquinas centrífugas. - Teoría unidimensional: curva característica teórica para una velocidad de giro; influencia del ángulo b; grado de reacción. - Desviación de la teoría unidimensional: influencia del número de álabes; cálculo de la desviación de la corriente a la salida del rotor, métodos semiempíricos de Stodola y Pfleiderer. Curvas características reales, pérdidas y rendimientos. Tema 4. Semejanza física en turbomáquinas. - Parámetros adimensionales y relaciones de semejanza. - Curvas características de una máquina girando a distintas velocidades y de una serie semejante funcionando a la misma velocidad. - Diagramas característicos. - Ensayo de bombas. - Velocidad y diámetro específicos. Influencia de la viscosidad y rugosidad. Tema 5. Turbinas hidráulicas. Generalidades. - Clasificación y elementos básicos. - Funcionamiento teórico de una bomba centrífuga como turbina centrípeta (turbina Francis). - Funcionamiento de una turbina centrípeta en régimen variable: curvas características para una posición fija del distribuidor; grado de reacción en comparación con una bomba centrífuga; curvas características para diferentes posiciones del distribuidor. - Semejanza en turbinas hidráulicas. - Ensayo de turbinas; utilización de los diagramas de ensayo. - Velocidad específica en turbinas. Diversos regímenes de funcionamiento anómalo de una bomba. Tema 6. Descripción de los diferentes tipos de turbinas. - Turbinas de acción; turbina Pelton: el inyector y el chorro; el rotor y los álabes; pantalla deflectora; velocidad específica; curva de funcionamiento; selección de las principales dimensiones del rotor e inyector. - Turbinas Francis: cámara espiral; distribuidor; rotor; tubo difusor. - Turbinas hélice y Kaplan; el rotor de las turbinas Kaplan; curvas características. - Grupos bulbo. - Límite de empleo de las distintas turbinas hidráulicas. Regulación de las turbinas hidráulicas. Tema 7. Cavitación en turbomáquinas. - Teoría elemental de colapso de una burbuja. - Cavitación en bombas centrífugas: altura de aspiración; NPSH disponible y requerida. - Funcionamiento de una bomba con cavitación; medida de la NPSH requerida. - Velocidad específica de aspiración y parámetro de cavitación. - Cavitación en turbinas hidráulicas.

3 Página 3 de 5 - Daños producidos por la cavitación y su reducción. Tema 8. Instalaciones con bombas hidráulicas y su selección. - Redes de tuberías: curva característica de la red. - Llenado de uno o varios depósitos mediante una bomba. - Cálculo de redes; método de Hardy-Cross. - Punto de funcionamiento de una bomba y su estabilidad; fenómeno de bombeo. - Regulación del caudal: mediante una válvula; mediante la variación de la velocidad de giro; mediante álabes ajustables a la entrada del rotor; otros mecanismos de regulación de caudal. - Selección de bombas. - Bombas en serie y en paralelo. Tema 9. Compresibilidad y fenómenos transitorios en instalaciones hidráulicas. - Flujo compresible de líquidos en conductos; ecuaciones y condiciones de contorno. - Valores característicos de las magnitudes fluidas. - Cierre lento de una válvula. - Cierre con efectos de compresibilidad; golpe de ariete. - Dispositivos para el control de transitorios: calderines; chimeneas de equilibrio. - Ecuaciones para el sistema de alimentación de una turbina; regulación a caudal y potencia constante. - Tratamiento numérico de la compresibilidad en transitorios: método de las características. - Métodos gráficos: cierre instantáneo de una válvula; cierre gradual con y sin fricción; transitorios ocasionados por bombas centrífugas. Cavitación en transitorios producidos por cierre de válvulas. Actividades Presenciales ACTIVIDADES FORMATIVAS Actividades expositivas Lección magistral Actividades prácticas en aula docente Resolución de problemas Otras actividades prácticas ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN RESULTADOS DE APRENDIZAJE / CRITERIOS DE EVALUACIÓN Al cursar la asignatura con éxito, los alumnos serán capaces de conocer y entender el funcionamientos de las máquinas hidráulicas, y con mayor profundidad aquellas denominadas centrífugas. Serán capaces de hacer presidios de dichas máquinas, así como de formular las ecuaciones que permiten obtener con precisión el funcionamiento de las mismas. Los estudiantes serán capaces de diseñar redes hidráulicas complejas, con elementos tales como válvulas, codos etc. Los alumnos serán capaces de identificar las necesidades energéticas de sistemas hidráulicos, y de seleccionar los grupos de bombeo que dichos sistemas puedan necesitar, Finalmente, los estudiantes sabrán diseñar sistema hidráulicos para obtención de energía mediante la selección apropiada de turbinas hidráulicas. Todas estas destrezas y conocimientos adquiridos se evaluarán mediante los procedimientos que se especifican en el apartado correspondiente. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN La evaluación constará de tres elementos fundamentales: Pruebas escritas de tipo test que se realizarán al final de cada bloque de teoría. Trabajo en grupo sobre algún tema específico tratado en clase de teoría. Proyecto final, que también será realizado en grupo, en el que los alumnos tendrán que aplicar los conocimientos adquiridos en la asignatura en el diseño y/o análisis de una instalación hidráulica real. La nota final vendrá dada por la fórmula ponderada: Nota Final = 0. Media tests Trabajo Proyecto La calificación en las convocatorias extraordinarias se regirá por la normativa establecida en los Estatutos de la Universidad de Málaga. Aquellos alumnos con la condición de estudiantes a tiempo parcial, o deportistas de alto nivel, podrán solicitar, durante el periodo lectivo, la realización de aquellos trabajos académicos presenciales que no hayan podido realizar con el resto de la clase. Estos trabajos se realizarán en una

4 Página 4 de 5 nueva fecha indicada por el profesor, que tendrá en cuenta los horarios del estudiante. BIBLIOGRAFÍA Y OTROS RECURSOS Básica Applied fluid mechanics; D.N. Roy; Ellis Horwood; 1988; Chichester Cascade aerodynamics; V.M. Cherkassky; Pergamon; 1984; Nueva York Elements of gas dynamics; H.W. Liepmann y A. Roshko; Wiley; 1957; Nueva York Fluid transients in systems; E.B. Wylie y V.L. Streeter; Prentice-Hall; 1993; Englewoods Cliffs Handbook of hydraulic resistance; I.E. Idelchik; Hemisphere; 1986; Nueva York Laminar boundary layers; L. Rosenhead; Dover; 1988; Nueva York; Reimpresión Mecánica de fluidos; F.M. White; McGraw-Hill; 1983; Madrid Pump handbook; I.J. Karassik (ed.); McGraw-Hill; 1985; Nueva York; ª edición Pumps, fans and compressors; J.P. Gostelow; Mir; 1980; Moscú Selección de bombas; R.H. Warring; Labor; 1977; Barcelona Turbo-machines hydrauliques et thermiques, volúmenes I y II; M. Sedille; Masson; 1967; París Turbomachinery: Basic theory and applications; E. Logan; Marcel Dekker; 1993; Nueva York; ª edición Turbomáquinas hidráulicas; C. Mataix; ICAI; 1975; Madrid Waterhamer analysis; J. Parmakian; Dover; 1988; Nueva York; Reimpresión DISTRIBUCIÓN DEL TRABAJO DEL ESTUDIANTE ACTIVIDAD FORMATIVA PRESENCIAL Descripción Horas Grupo grande Grupos reducidos Lección magistral 31.5 Resolución de problemas Otras actividades prácticas TOTAL HORAS ACTIVIDAD FORMATIVA PRESENCIAL 45 TOTAL HORAS ACTIVIDAD FORMATIVA NO PRESENCIAL 56.5 TOTAL HORAS ACTIVIDAD EVALUACIÓN 11.5 TOTAL HORAS DE TRABAJO DEL ESTUDIANTE 11.5

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