INGENIERÍA MECÁNICA E INDUSTRIAL TERMOFLUIDOS INGENIERÍA MECÁNICA División Departamento Licenciatura

Transcripción

1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE ESTUDIO MECÁNICA DE FLUIDOS II 7 10 Asignatura Clave Semestre Créditos INGENIERÍA MECÁNICA E INDUSTRIAL TERMOFLUIDOS INGENIERÍA MECÁNICA División Departamento Licenciatura Asignatura: Horas/semana: Horas/semestre: Obligatoria X Teóricas 4.0 Teóricas 64.0 Optativa Prácticas 2.0 Prácticas 32.0 Modalidad: Curso teórico-práctico Total 6.0 Total 96.0 Seriación obligatoria antecedente: Elementos de Mecánica del Medio Continuo, Mecánica de Fluidos I Seriación obligatoria consecuente: Ninguna Objetivo(s) del curso: El alumno conocerá las ecuaciones fundamentales de la mecánica de fluidos en forma diferencial y obtendrá soluciones exactas y aproximadas para fluidos internos y externos de un nivel intermedio de complejidad. Temario NÚM. NOMBRE HORAS 1. Introducción Ecuaciones de movimiento en forma diferencial Flujos viscosos Flujos externos Flujo irrotacional bidimensional Introducción al estudio de la turbulencia Actividades prácticas 32.0 Total

2 (2/5) 1 Introducción Objetivo: El alumno conocerá la relación que hay entre el método integral y el método diferencial. 1.1 Relación entre el método integral y el método diferencial. Aplicaciones y alcances del método diferencial. 2 Ecuaciones de movimiento en forma diferencial Objetivo: El estudiante realizará un planteamiento riguroso de los principios de conservación de la masa, la cantidad de movimiento y la energía en un flujo utilizando los conceptos básicos de la mecánica del medio continuo. 2.1 Fuerzas másicas y de superficie. 2.2 Conservación de la masa. 2.3 Balance de cantidad de movimiento. 2.4 Balance de la energía. 2.5 Esfuerzo y sus propiedades. 2.6 Rapidez de deformación y sus propiedades. 2.7 Relaciones constitutivas. Fluido newtoniano. Fluido no newtoniano. 2.8 Ecuaciones de movimiento de un fluido no viscoso. 2.9 Ecuaciones de movimiento de un fluido viscoso Formas adimensionales de las ecuaciones. 3 Flujos viscosos Objetivo: El alumno utilizará los métodos de solución exactos y aproximados de las ecuaciones fundamentales de la mecánica de fluidos. 3.1 Soluciones exactas de la ecuación de Navier Stokes: flujos de Couette, flujo entre cilindros giratorios, flujo de Poiseuille, primer y segundo problemas de Stokes, lubricación hidrodinámica. 3.2 La capa límite laminar: espesores, ecuaciones de Prandtl, solución de Blasius, método integral de Von-Karman. 4 Flujos externos Objetivo: El alumno conocerá los principios de cálculo de fuerzas sobre cuerpos expuestos a corrientes fluidas. 4.1 Flujos externos, separación de la capa límite y estelas. 4.2 Concepto de arrastre y sustentación. 4.3 Coeficientes de arrastre y sustentación. 4.4 Perfiles y elementos aerodinámicos. 5 Flujo irrotacional bidimensional Objetivo: El alumno analizará problemas de flujo irrotacional incompresible, los cuáles servirán como punto de partida en el estudio de los problemas reales de la ingeniería de fluidos. 5.1 Vorticidad y circulación. Irrotacionalidad. 5.2 Función de corriente, potencial de velocidad y sus propiedades. 5.3 Flujos sencillos: fuente, sumidero, vórtice libre. 5.4 Flujos compuestos: doblete, flujo alrededor de un cilindro sin y con circulación. 5.5 Teorema de Kutta-Joukowsky. 208

3 (3/5) 6 Introducción al estudio de la turbulencia Objetivo: El alumno conocerá las principales características de la turbulencia y los métodos generales para su estudio. 6.1 Principales características físicas de la turbulencia. 6.2 Ecuaciones de Reynolds para flujo turbulento. 6.3 Perfiles de velocidad turbulentos y ley de la pared. 6.4 Modelos simples de turbulencia. Bibliografía básica Temas para los que se recomienda: LIGGETT, J.a Fluid Mechanics U.S.A McGraw-Hill., 1994 NUNN, R. H. Intermediate fluid mechanics Taylor & Francis, 1989 POTTER, M.c., WIGGERT, D.c. Mecánica de Fluidos 4 y 5 3a edición México Thomson International, 2002 SHAMES, I.h. Mecánica de Fluidos 3a edición México McGraw-Hill,1996 WHITE, F.m. Fluid Mechanics 1-5 7th edition McGraw-Hill, 2010 Bibliografía complementaria Temas para los que se recomienda: CURRIE, I.g. Fundamental Mechanics of Fluids 1 y 2 4th edition 209

4 (4/5) Marcel Dekker, 2012 RONALD L. PANTON Incompressible Flow 1-3 3th edition Wiley-Interscience,

5 (5/5) Sugerencias didácticas Exposición oral X Lecturas obligatorias X Exposición audiovisual X Trabajos de investigación X Ejercicios dentro de clase X Prácticas de taller o laboratorio X Ejercicios fuera del aula X Prácticas de campo Seminarios Búsqueda especializada en internet Uso de software especializado Uso de redes sociales con fines académicos Uso de plataformas educativas Forma de evaluar Exámenes parciales X Participación en clase Exámenes finales X Asistencia a prácticas X Trabajos y tareas fuera del aula Perfil profesiográfico de quienes pueden impartir la asignatura Licenciatura en Ingeniería Mecánica o afín, preferentemente con posgrado, con conocimientos teóricos y prácticos con amplia experiencia en el área de ingeniería de fluidos, con experiencia docente o con preparación en programas de formación docente. 211