MECÁNICA DE FLUIDOS EN APLICACIONES INDUSTRIALES

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1 MECÁNICA DE FLUIDOS EN APLICACIONES INDUSTRIALES Máster Universitario en Ingeniería Industrial Universidad de Alcalá Curso Académico 2015/2016 Curso 1º Cuatrimestre 1º

2 GUÍA DOCENTE Nombre de la asignatura: Código: Titulación en la que se imparte: Departamento y Área de Conocimiento: Carácter: Créditos ECTS: 4,5 Mecánica de Fluidos en Aplicaciones Industriales Máster Universitario en Ingeniería Industrial Departamento: Física y Matemáticas Área: Física Aplicada Obligatoria Curso y cuatrimestre: Curso 1º Cuatrimestre 1º Profesorado: Horario de Tutoría: Idioma en el que se imparte: María José Ortiz Beviá Francisco Álvarez García Pendiente de determinar Español 1. PRESENTACIÓN En la Ingeniería Industrial una considerable parte de la transmisión de materia, fuerza y energía se realiza mediante el movimiento de fluidos: turbinas, bombas, movimiento en tuberías en las factorías químicas, refinerías y centrales solares térmicas, prensas y máquinas de potencia y motores de combustión, por citar solo algunos ejemplos. Esta asignatura pretende complementar la formación del alumno en los aspectos de la Mecánica de Fluidos más afines a la Ingeniería Industrial, de manera que se adquieran las competencias adecuadas para cursar las siguientes asignaturas posteriores: Ingeniería Fluidotérmica y Operaciones básicas e ingeniería de la Reacción Química. Para abordar con éxito esta asignatura será necesario tener conocimientos previos de las disciplinas de física y matemáticas de la formación básica en la rama de ingeniería. 2

3 2. COMPETENCIAS y RESULTADOS DEL APRENDIZAJE Esta asignatura contribuye a adquirir las competencias Básicas, Generales y Transversales que se detallan en el siguiente listado: Competencias Básicas, Generales y Transversales. Por otro lado, esta asignatura contribuye a que los estudiantes procedentes de Grados de la rama de Ingeniería Industrial aborden con garantías las materias que proporcionan las competencias de la Orden Ministerial donde se define el Master Universitario en Ingeniería Industrial, a través de las siguientes competencias específicas: Código CES9 Competencias a adquirir Comprender los procesos de transferencia de momento y energía mediante fluidos reales, en régimen incompresible y compresible, y el papel desempeñado en ellos por el fenómeno de la turbulencia, así como sus aplicaciones a problemas de ingeniería. Los resultados de aprendizaje esperados en el alumno con esta asignatura son los siguientes: RACF13: Diagnosticar, sobre la base de los principios dinámicos y energéticos fundamentales, las características del movimiento de los fluidos reales, incompresibles y compresibles, y de las fuerzas originadas por él sobre obstáculos, álabes y conductos. RACF14: Analizar los procesos de transferencia de energía mediante fluidos. RACF15: Identificar el fenómeno de la turbulencia y determinar sus consecuencias en las transferencias de cantidad de movimiento y de energía. RACF16: Reconocer las dificultades técnicas asociadas a fenómenos característicos del movimiento de fluidos, tales como la cavitación y el golpe de ariete. RACF17: Integrar los conocimientos anteriores para resolver problemas de ingeniería, como el cálculo de tuberías, canales y sistemas fluidos, y para examinar el funcionamiento de maquinaria hidráulica, incluyendo nociones de Dinámica de Fluidos Computacional. 3

4 3. CONTENIDOS En este punto se describen los bloques de contenido abordados en la asignatura. No se detallan los contenidos ni el número de horas porque dependerá del nivel de los alumnos que cursen este complemento de formación. 1) Formulación diferencial de las leyes de conservación. Ecuación de Navier- Stokes. 2) Análisis dimensional y semejanza hidrodinámica. Números adimensionales. 3) Flujo en régimen turbulento. Concepto de capa límite. Separación del flujo. 4) Fuerzas debidas al movimiento de fluidos. Sustentación de alas y fuerzas sobre álabes. Efectos de la separación del flujo. 5) Flujos internos. Tuberías de sección constante y variable. Codos bruscos. Cavitación. 6) Transferencias de energía en régimen turbulento. 7) Ondas en fluidos. Ondas de choque. Golpe de ariete. 8) Aplicaciones de la Dinámica de Fluidos en Ingeniería. 9) Introducción a la Dinámica de Fluidos Computacional. 4. METODOLOGÍAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE.-ACTIVIDADES FORMATIVAS 4.1. Distribución de créditos (especificar en horas) Número de horas presenciales: Número de horas del trabajo propio del estudiante: Total horas 43h (clases teóricas, de problemas y laboratorio) + 2h (pruebas) 67 h 112 h 4.2. Estrategias metodológicas, materiales y recursos didácticos Las actividades formativas presenciales que se han planificado para cada tema se dividen en clases expositivas, seminarios, clases de problemas, prácticas de laboratorio, etc. de la siguiente forma: 4

5 Clases expositivas Clases de carácter magistral en la que se expondrán y discutirán los conceptos fundamentales de la materia Clases de problemas y/o laboratorio Clases de problemas destinadas a ilustrar y ejercitar el alumno en la aplicación de los elementos teóricos de la asignatura a la resolución de casos concretos Tutorías y seminarios En las tutorías se discutirán con el alumno aquellos aspectos de la asignatura de mayor dificultad para él, y se le ayudará a profundizar en puntos que susciten su interés de modo particular. En función de su viabilidad, se organizarán seminarios en los que se expondrán temas especializados de relevancia para la disciplina. 5. EVALUACIÓN: Procedimientos, criterios de evaluación y de calificación 5.1. Criterios de El proceso de evaluación tiene por objetivo valorar el grado y profundidad de las competencias adquiridas por el alumno. En consecuencia, los criterios de evaluación que se apliquen en las diversas pruebas que forman parte del proceso revisan los aspectos fundamentales trabajados en las diferentes sesiones formativas de la asignatura, para asegurar a través de los criterios de calificación (definidos más adelante) que el alumno alcanza los resultados del aprendizaje descritos en el punto 2 que aseguran la adquisición (parcial o total) de las competencias también allí descritas. CE1: Conocimiento de los conceptos teóricos fundamentales de la asignatura. CE2: Capacidad de aplicación de dichos conceptos a la resolución de problemas. CE3: Rigor en el análisis. CE4: Claridad expositiva y argumental. 5.2 Procedimientos y Criterios de Calificación El proceso de evaluación propuesto está inspirado en la evaluación continua, si bien, respetando la normativa de la Universidad de Alcalá, el alumno podrá acogerse a la 5

6 evaluación final 1. La evaluación del proceso de aprendizaje de todos los alumnos que no cursen solicitud al respecto o vean denegada la misma se realizará, por defecto, de acuerdo al modelo de evaluación continua descrito a continuación. A continuación se proponen las distintas pruebas o procedimientos de evaluación, así como los criterios de calificación que se aplicarán en cada caso de manera ponderada y atendiendo al nivel de dominio de las competencias o resultados esperados. Prueba de evaluación intermedia (PEI) y prueba de evaluación final (PEF): pruebas escritas, que abordan la totalidad de los contenidos de la asignatura, revisando por tanto si se han conseguido los resultados del aprendizaje planificados. Trabajo de la asignatura (TA): entrega de trabajos, casos prácticos, simulaciones o problemas Modelo de Continua: a) Convocatoria Ordinaria. Los estudiantes serán evaluados de forma continuada mediante pruebas distribuidas a lo largo del periodo lectivo. El tipo de pruebas que se realizarán en esta convocatoria, los porcentajes de peso de tales pruebas sobre la calificación final así como su relación con los criterios de evaluación y los resultados de aprendizaje objetivo de la asignatura son los siguientes: Competencias CES9 Resultado de Aprendizaje Criterio de Instrumento de RACF13, RACF15, RACF16 CE1-CE4 PEI 40% RACF13-RACF18 CE1-CE4 PEF 40% RACF13-RACF18 CE1-CE4 TA 20% Peso en la calificación Se considerará que los alumnos han superado la asignatura (demostrando la adquisición de las competencias que aborda) si se cumplen los siguientes requisitos: La media ponderada de los elementos anteriores iguala o supera 5 puntos sobre 10. El alumno que siga el modelo de evaluación continua se considerará no presentado en la convocatoria ordinaria, cuando no se presente a la PEF. 1 Los alumnos tendrán un plazo de 15 días para solicitar por escrito al Director de la EPS su intención de acogerse al modelo de evaluación final aduciendo las razones que estimen convenientes según lo indicado en la normativa reguladora de los procesos de evaluación de los aprendizajes (aprobada en Consejo de Gobierno de 24 de marzo de 2011), Artículo 10, párrafo 2. 6

7 b) Convocatoria Extraordinaria. Aquellos alumnos que no superen la convocatoria ordinaria tendrán derecho a una Convocatoria Extraordinaria. El tipo de pruebas que se realizarán en esta convocatoria, los porcentajes de peso de tales pruebas sobre la calificación final así como su relación con los criterios de evaluación y los resultados de aprendizaje objetivo de la asignatura son los siguientes: Competencias Resultado de Aprendizaje Criterio de Instrumento de Peso en la calificación CES9 RACF13-RACF18 CE1-CE4 PEF 100% Se considerará que un alumno se ha presentado en la convocatoria extraordinaria si lo hace a la prueba de evaluación final (PEF) indicada. Se considerará que los alumnos han superado la asignatura si obtienen una calificación superior a 5 puntos sobre 10 en la prueba de evaluación final (PEF) Modelo de Final: a) Convocatoria Ordinaria. El tipo de pruebas que se realizarán en esta convocatoria, los porcentajes de peso de tales pruebas sobre la calificación final así como su relación con los criterios de evaluación y los resultados de aprendizaje objetivo de la asignatura son los siguientes: Competencias Resultado de Aprendizaje Criterio de Instrumento de Peso en la calificación CES9 RACF13-RACF18 CE1-CE4 PEF 100% Se considerará que un alumno se ha presentado en la convocatoria extraordinaria si lo hace a la prueba de evaluación final (PEF) indicada. Se considerará que los alumnos han superado la asignatura si obtienen una calificación superior a 5 puntos sobre 10 en la prueba de evaluación final (PEF). b) Convocatoria Extraordinaria. Aquellos alumnos que no superen la convocatoria ordinaria tendrán derecho a una Convocatoria Extraordinaria. El tipo de pruebas que se realizarán en esta convocatoria, los porcentajes de peso de tales pruebas sobre la calificación final así como su relación con los criterios de evaluación y los resultados de aprendizaje objetivo de la asignatura son los siguientes: Competencias Resultado de Aprendizaje Criterio de Instrumento de Peso en la calificación CES9 RACF13-RACF18 CE1-CE4 PEF 100% 7

8 Se considerará que un alumno se ha presentado en la convocatoria extraordinaria si lo hace a la prueba de evaluación final (PEF) indicada. Se considerará que los alumnos han superado la asignatura si obtienen una calificación superior a 5 puntos sobre 10 en la prueba de evaluación final (PEF). 6. BIBLIOGRAFÍA 6.1 Bibliografía Básica Barrero Ripoll, Antonio, y Perez-Saborid Sánchez-Pastor, Miguel, Fundamentos y aplicaciones de la Mecánica de fluidos, McGraw-Hill España, Crespo Martínez, Antonio, Mecánica de fluidos, Thomson, White, Frank M., Mecánica de fluidos, MCGraw-Hill, 2004 (5ªed.), 2010 (6ª ed.). 6.2 Bibliografía Complementaria López-Herrera Sánchez, José María Herrada Gutiérrez, Miguel A. Barrero Ripoll, Antonio, Mecánica de fluidos: problemas resueltos, McGraw-Hill España,