SILABO 1. INFORMACIÓN GENERAL 1.1. ASIGNATURA : MECÁNICA DE FLUIDOS 1.2. CÓDIGO DEL CURSO : 0802-08303 1.3. CARÁCTER DE LA SIGNATURA : OBLIGATORIO 1.4. PRE-REQUISITO : 0802-08207 DINÁMICA 1.5. DURACIÓN : 17 Semanas y media 1.6. CRÉDITOS : 04 1.7. CARGA HORARIA : 3 Horas Teoría, y 2 Horas Práctica. 1.8. CICLO : QUINTO CICLO 2. SUMILLA: El conocimiento adecuado de la Mecánica de los Fluidos e Hidráulica Aplicada es Esencial para el diseño de estructuras en los grandes Proyectos Hidráulicos. El curso se ha organizado en; Principios de Mecánica, Matemáticas, Estadística y sus conceptos dentro de la hidráulica aplicada al diseño; Estudio de la Hidrostática; Flujo de Fluidos y Similitud Hidráulica; Análisis de Tuberías e Hidráulica de Canales Abiertos, Desarrollo de Flujo Gradualmente Variado, y Diseño Hidráulico; temas que se complementaran con ciencias afines; Topografía, Geología Agronomía, Hidrología, Estructuras, Mecánica de Suelos Economía y Finanzas e Informática. 3. OBJETIVOS OBJETIVOS GENERALES Desarrollar la capacidad de síntesis y análisis en el manejo de los conceptos dentro del marco teoría aplicada a la Hidráulica del tercer milenio. Aplicar los conceptos teoría a los problemas de la realidad nacional. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Conocimiento de las técnicas actuales para la solución de problemas en diseño hidráulico. MECÁNICA DE FLUIDOS Página 1 de 10
Conocimiento de procedimientos matemáticos y experimentales para la solución de problemas en flujos de fluidos. 4. SISTEMA DE EVALUACIÓN PF: Promedio Final EP: Examen Parcial EF: Examen Final Nota: Un Examen Sustitutorio reemplazará a la nota más baja entre el Examen Final y el Examen Parcial. 5. PROGRAMACIÓN DE CONTENIDOS UNIDAD I: PRINCIPIOS DE MECANICA DE FLUIDOS PRIMERA SEMANA Primera Sesión Introducción al Ambito de la Ingeniería Hidráulica como Ciencia Aplicada, Historia Objetivos de la Hidráulica Generalidades, Definición: Fluido, Líquidos, Gases, Definición Mecánica de Fluidos, Definición Hidráulica, Definición hidrostática, Definición: Hidrodinámica Propiedades de los Fluidos, Densidad, Peso Específico, Volumen Específico, Relación: Densidad - Peso Específico, Peso Específico del agua, Peso Específico Relativo, Densidad Relativa, Gravedad Específica, Tensión Superficial, Capilaridad, Presión de Vapor Sistema de Unidades, Sistema Internacional, Sistema Métrico, Sistema Ingles, Interpretación de Tablas y Abacos, Problemas de Aplicación SEGUNDA SEMANA Termodinámica, Gas Perfecto, Fluido Idea, Fluido Real, Ley de Boyle Ley de Charles, ley de Mariotte, Ley de Avogadro, Proceso lsotérmico, Proceso Adiabático, Proceso Isobárico Proceso lsoentrópico, Interpretación de Tablas y Abacos MECÁNICA DE FLUIDOS Página 2 de 10
Problemas de Aplicación, Viscosidad de los Fluidos Objetivos Viscosidad Dinámica Viscosidad Cinemática, Fluidos Newtonianos, Fluidos No Newtonianos, Unidades Medición de la Viscosidad, Interpretación de Tablas y Abacos, Problemas de Aplicación Tema Encargado *01 TERCERA SEMANA Estática de los Fluidos, Definición de Presión, Principio de Pascal, Variación de la Presión en un Fluido en Reposo, Altura de Presión - Carga de Presión, Ecuación Fundamental de Hidrostática, Diagrama de presiones, Unidades, Manometría, Presión Atmosférica, Presión Absoluta, Presión Relativa, Presión Manométrica, Presión de Vacío, Manómetros Tubo en U, Diferencial,, Tipo Pozo, Tipo Pozo Inclinado, Micromanómetros, Piezómetros Barómetros, Interpretación de Tablas y Abacos, Problemas de Aplicación, Modulo de Elasticidad Volumétrico, Compresibílidad, UNIDAD II: HIDROSTATICA CUARTA SEMANA Fuerzas Sobre Superficies Planas Inclinadas Sumergidas, Fuerza de Presión, Centro de Presiones, Interpretación de Tablas y Abacos, Problemas de Aplicación Fuerzas Sobre Superficies Planas Horizontales Sumergidas, Fuerza de Presión Centro de Presiones, Interpretación de Tablas y Abacos, Problemas de Aplicación Fuerzas Sobre Superficies Planas Verticales Sumergidas, Fuerza de Presión Centro de Presiones, Interpretación de Tablas y Abacos, Problemas de Aplicación Practica calificada Nº 01 QUINTA SEMANA Fuerzas Sobre Superficies Curvas Sumergidas, Fuerza de Presión, Centro de Presiones MECÁNICA DE FLUIDOS Página 3 de 10
Análisis Por Integración Gráfica, Análisis Por Componentes, Interpretación de Tablas y Abacos, Problemas de Aplicación, Análisis e Interpretación del Prisma de Presiones Aplicaciones de hidrostática a compuertas UNIDAD III EQUILIBRIO RELATIVO SEXTA SEMANA Primera Sesión Definición, Traslación con Aceleración Lineal Uniforme, Traslación Horizontal, Traslación Vertical, Traslación Inclinada, Problemas de Aplicación PRACTICA CALIFICADA * 03 SETIMA SEMANA UNIDAD IV: EMPUJE Y FLOTACIÓN Empuje Flotabilidad Estabilidad de los Cuerpos Completamente Sumergidos en un Fluido Estabilidad de los Cuerpos Flotantes Grado de Estabilidad Problemas de Aplicación Tema Encargado * 04 PRACTICA CALIFICADA *04 OCTAVA SEMANA Examen parcial MECÁNICA DE FLUIDOS Página 4 de 10
UNIDAD V : FLUJO DE FLUIDOS NOVENA SEMANA Introducción, Fluido Ideal Incompresible, Fluido Ideal Compresible Campo de Velocidades Líneas de Corriente, Caudal, Ecuación de Continuidad DECIMA SEMANA Ecuación de Continuidad, Ecuación de Euler, Ecuación de Bemoulli, Ecuación de Energía Problemas de Aplicación UNIDAD VII: HIDRAULICA DE TUBERIAS DECIMA PRIMERASEMANA Primera Sesión Introducción, Conceptos, Tipos De Flujo, Ecuación de la Energía, Propiedades Geométricas, Efecto de la Viscosidad, Efecto de la Gravedad, Distribución de Velocidades Coeficiente de Coriolis, Coeficiente de Boussinesq, Aplicaciones, Movimiento Uniforme en Tuberías Esfuerzo de Corte, Ecuaciones de Distribución de Velocidades en Movimiento Laminar Velocidad Media para una Tubería con Movimiento Laminar DECIMA SEGUNDA SEMANA Ecuación de Darcy Tuberías Hidrálicamente Lisas Tuberías Hidráulicamente Rugosas Coeficiente 'Y" de Darcy Formula de Colebrook-Whfte MECÁNICA DE FLUIDOS Página 5 de 10
PRACTICA CALIFICADA 2 DECIMA TERCERA SEMANA Tuberías en Serie Fenómeno de Cavilación Tuberías en Paralelo Máquinas Hidráulicas Aplicaciones Diseño de Redes Tuberías en Paralelo Problema de los Tres Reservorios Bombas y Reservorios Tuberías con dos Ramales de Descarga Independiente Formula de Hazen-Williams Nomograma de Hazen-Williams Aplicaciones Tema Encargado PRACTICA CALIFICADA Nº 11 UNIDAD VIII: HIDRÁULICA DE CANALES ABIERTOS DECIMO CUARTA SEMANA Flujo en Canales Abiertos, Propiedades Geométricas, Propiedades de Flujo Distribución de Velocidades, Canal Abierto Muy Ancho Medidas de Velocidad MECÁNICA DE FLUIDOS Página 6 de 10
Coeficientes de Distribución de Velocidad Determinación de los Coeficientes de Distribución de Velocidades Distribución de la Presión en la Sección de un Canal Aplicaciones Principios de Energía y Del Momentum Energía en Escurrimíentos en un Canal Abierto Energía Específica Criterio para el Estado Crítico del Flujo Interpretación de los Fenómenos Locales Energía en canales No prismáticos Momentum en Escurimiento en Canal Abierto Fuerza Específica Principio de Momentum Aplicado a Canales No Prismáticos Aplicaciones Tema Encargado * 12 Practica calificada * 12 DECIMO QUINTA SEMANA Flujo Crítico El Factor de Sección para cálculos de flujo Crítico El Exponente Hidráulico para los cálculos del Flujo Crítico Fórmulas de Flujo Control de flujo Control de Flujo Flujo Uniforme Clasificación Fórmulas de Flujo MECÁNICA DE FLUIDOS Página 7 de 10
Velocidad de un Flujo Uniforme Formula de Chezy Formula de Ganguillet - Kutter Formula de Bazin Formula de Poweil Determinación del Coeficiente de Rugosidad de Manning Factores de la Rugosidad Aplicaciones Diseño de Canales Factor de Transporte de la sección de un Canal Factor de sección para cálculos de Flujo Uniforme Exponente Hidráulico para cálculos de Flujo Uniforme Flujo en una sección del Canal con Rugosidad Compuesta Determinación de la Profundidad Normal Determinación de la Velocidad Normal Determinación de la Pendiente Normal Determinación de la Pendiente Crítica Determinación de la Pendiente Límite Programas/ Abacos /Tablas/ Monogramas Canales No Erosionables Canales Erosionables Canales con Hierba Aplicación Laboratorio de Hidráulica Modelos Hidráulicos Tema Encargado * 14 MECÁNICA DE FLUIDOS Página 8 de 10
DECIMA SEXTA SEMANA Flujo Gradualmente Variado, Teoría Análisis, Hipótesis básicas, Ecuación Dinámica de Flujo, Clasificación de los Perfiles de Flujo, Análisis del Perfil de Flujo Métodos de Cálculo, Método de Integración Gráfica Procedimiento de Cálculo, Aplicación, Programas Método de Integración Directa, Procedimiento de Cálculo, Aplicación, Programas, Método Directo en Etapas, Procedimiento de Cálculo, Aplicación Programas, Método Standard Por Etapas, Procedimiento de Cálculo, Aplicación, Programas Método Nivel - Caída Descargas para Canales Naturales PRACTICA CALIFICADA * 14 DÉCIMA SÉPTIMA SEMANA EXAMEN FINAL 6. FUENTES DE INFORMACIÓN 0 BIBLIOGRAFÍA 1. DasAs CaMn Victor HANDBOOK OF APPLIED HYDRATJLICS MCGRAW-HILL BOOK COIVPANY INC 1952 2. Ven Te Chow RANDBOOK OFAPPLIED HYDROLOGY MCGRAW-HILL BOOK COWANY INC 1964 3. Thomas E. Croiey HYDROLOG IC AND HYDRAULIC COWUTATIONS ON S@L PROGRAMMABLE CALCULATORS 5. lowa Instituto of HydrauFic Research 1977 Thomas Dunne - Luna B. Leopold MECÁNICA DE FLUIDOS Página 9 de 10
WATER IN ENVIRONWNTAL PLANNING W.H.Freeman and Company 1978 6. Jose Manuel DeAzevedo Netto MANUAL DE HIDRAULICA Edgard Blucher Sao Paulo 1957 7. Jose Manuel De Azevedo Netto-GuiDermo Acosta AWarez UAL DE HIDRAULICA HARPER & ROW LATINO@RICANA México 1976 8. Ranald V. Giles FLUID NECUANICS AND HYDRAULICS Schaum's Outñne Series 1956 9. Ranald V. Giles MECÁNICA DE LO S FLUIDOS E HIDRÁULICA Colección Schaum 1970 10. Hunter Rouse HIDRAULICA - NECANICA ELEMENTAL DE FLUIDOS Editorial DO SSAT S A. 1 960 MECÁNICA DE FLUIDOS Página 10 de 10