UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Estudios Superiores Aragón Ingeniería Mecánica Programa de Asignatura. Transferencia de Calor.

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Estudios Superiores Aragón Ingeniería Mecánica Programa de Asignatura NOMBRE DE LA ASIGNATURA: MECÁNICA DE FLUIDOS (L) PLAN 2007 Tipo de asignatura: Teórico Práctico Clave: Créditos: 10 Carácter: Obligatoria Semestre: Cuarto Duración del Curso Semanas: 16 Área de Conocimiento: Termoenergía Horas: 96 Horas/Semana Teoría: 4.0 Práctica: 2.0 MODALIDAD: CURSO-LABORATORIO SERIACIÓN INDICATIVA Termodinámica (L). PRECEDENTE: SERIACIÓN INDICATIVA SUBSECUENTE: Transferencia de Calor. OBJETIVO DEL CURSO: Ofrecer al alumno una introducción al estudio de la mecánica de los fluidos a través de las ecuaciones fundamentales tanto de campo como de forma integral. Al finalizar el curso, el alumno podrá analizar problemas de interés práctico propios de la ingeniería de fluidos. No. Nombre Horas Teoría Practica I FUNDAMENTOS DE MECÁNICA DE MEDIOS CONTINUOS II CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LA MECÁNICA DE FLUIDOS III FLUIDOS EN REPOSO IV FLUIDOS EN MOVIMIENTO V ANÁLISIS DIMENSIONAL VI PÉRDIDAS DE ENERGÍA EN CONDUCTOS VII FLUJO COMPRESIBLE UNIDIMENSIONAL Total de Horas Teóricas: 64.0 Total de Horas Prácticas: 32.0 TOTAL:

2 OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS TEMA I FUNDAMENTOS DE MECÁNICA DE MEDIOS CONTINUOS Objetivo: Introducir al alumno en los conceptos fundamentales de la mecánica de los medios continuos que se emplean en el análisis de los fluidos. I.1.- Definición de medio continuo. I.2.- Funciones y campos. I Campos: escalares, vectoriales, tensoriales, deformaciones. I Movimientos. I.3.- Cinemática. I Gradientes y operadores diferenciales. I Descripción espacial y material de la velocidad. I Aceleración (derivada material de la velocidad). I.4.- Dinámica. I Fuerzas y densidad de fuerza. I Segunda ley de Newton. TEMA II CONCEPTOS FUNDAMENTALES LA DE MECÁNICA DE FLUIDOS Objetivo: Proporcionar al estudiante los conceptos fundamentales relacionados con las ecuaciones matemáticas que rigen el comportamiento de los fluidos. II.1.- Definición de fluido. II.2.- Relaciones constitutivas para fluidos newtonianos. II.3.- Ecuaciones de Lagrangue para fluidos newtonianos incompresibles. TEMA III FLUIDOS EN REPOSO Objetivo: Que el alumno comprenda los fenómenos que se presentan en un fluido en reposo y su aplicación en diseño mecánico y en dispositivos mecánicos. III.1.- Ecuaciones de la hidrostática. III.2.-Aplicaciones de las ecuaciones de hidrostáticas. III Cargas sobre la pared de un contenedor. III Manometría diferencial. 128

3 OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS TEMA IV FLUIDOS EN MOVIMIENTO Objetivo: Que los alumnos conozcan y comprendan las ecuaciones fundamentales, y su solución, de los fluidos en movimiento tanto las ecuaciones de campo aplicables a fluidos incompresibles y viscosos, como para fluidos ideales. IV.1.- Ecuaciones de Navier-Stockes Calculo de campos de velocidad. IV.2.- Teorema del transporte. IV Caudal volumétrico y velocidad media. IV Coeficiente de amortiguamiento. IV.3.- Teorema de Bernoulli. IV Ecuación de Bernoulli. IV Flujo en conductos cerrados. TEMA V "ANALISIS DIMENSIONAL" Objetivo: Ejercitar al estudiante en el uso del análisis dimensional como un método auxiliar para el estudio del movimiento de los fluidos. V.1.- Adimensionalización de las ecuaciones de Navier-Stokces. V Número de Reynolds y regímenes de flujo. V.2.- Fricción entre las paredes de un conducto cerrado. V.3 Semejanza. Teoría de los modelos. TEMA VI PÉRDIDAS DE ENERGÍA EN CONDUCTOS Objetivo: Ejercitar al estudiante en el cálculo básico de pérdidas de energía en tuberías debido a la fricción y a la presencia de accesorios comunes. Contenido. VI.1.- Pérdidas en conductos cerrados. VI.1.1.-Coeficiente de pérdidas por fricción. VI Coeficiente de pérdidas en accesorios. VI.2.- Pérdidas en conductos abiertos. VI Coeficiente de Manning. VI.3 Sistemas de tuberías. 129

4 OBJETIVOS Y CONTENIDO DE LOS TEMAS TEMA VII "FLUJO COMPRESIBLE UNIDIMENSIONAL" Objetivo: Ofrecer al estudiante una introducción a la dinámica de gases y sus aplicaciones más importantes en la ingeniería. VII.1 Ondas acústicas. Cono de Mach. VII.2 Ecuaciones para un flujo insentrópico. Propiedades de estancamiento. VII.3 Toberas y difusores. VII.4 Flujo con fricción en un ducto de área constante. VII.5 Ondas de choque normales. Introducción a las ondas de choque oblicuas. 130

5 Bibliografía Básica BIBLIOGRAFÍA M. E. Gurtin. An Introduction to Continuumm Mechanics. Academic Press, London White F.M. Fluid Mechanics. EUA McGraw-Hill, Ed.3ra. 825 pp Potter M.C. y Wiggert D.W. Mecánica de Fluidos. México. Thomson, Ed 3ra. 787 pp Temas para los que se recomienda. Bibliografía Complementaria Smits, A. J. Mecánica de Fluidos: una Introducción Física. México, Alfaomega Gerhart, P., Gross, R., Hochstein. Fundamentos de Mecánica defluidos. 2a edición E.U.A. Addison-Wesley Iberoamericana Shames, I.H. Mecánica de Fluidos. 3ra. Edición México McGraw-Hill Claudio Mataix, Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas. Oxford, 2a edición Temas para los que se recomienda. 131

6 SUGERENCIAS DIDÁCTICAS ELEMENTOS DE EVALUACIÓN Exposición oral Exposición audiovisual Ejercicios dentro de clase Ejercicios fuera del aula Seminarios Lecturas obligatorias Trabajos de investigación Prácticas de taller o laboratorio Prácticas de campo Otros Exámenes Parciales Exámenes Finales Trabajos y tareas fuera del aula Participación en clase Asistencia a prácticas Otros PERFIL PROFESIOGRÁFICO DE QUIENES PUEDEN IMPARTIR LA ASIGNATURA Ingeniero Mecánico Electricista, área mecánica o rama afín. Preferentemente especialista en el tema 132