PROGRAMAS DE INGENIERÍA APROBADO EN EL CONSEJO DE CON EL ACTA 1943 DEL 6 DE DICIEMBRE DEL 2012 Página 1 NOMBRE DE LA MATERIA MECÁNICA DE FLUIDOS PROFESOR CESAR CAMILO CAÑON BARRIGA OFICINA HORARIO DE CLASE WV12-14 (Grupo 2) MJ 16-18 (Grupo 3) HORARIO DE ATENCION NOTA La asistencia de los estudiantes a las actividades programadas son obligatoria en un 100% INFORMACION GENERAL Código de la materia 2557210 (IEA210) Semestre V Área Recursos Hidráulicos Horas teóricas semanales 04 (HTP) Horas teóricas semestrales 64 (HTP) No. de Créditos 04 Horas de clase por semestre 64 Campo de formación Curso Básico (Ingeniería) Validable Si Habilitable Si Clasificable No Requisitos 2557110-2536500 Correquisitos Ninguno Programa a los cuales se ofrece la materia Facultad de Ingeniería: Mecánica, Sanitaria, Industrial, ambiental, Civil y eléctrica
Página 2 INFORMACION COMPLEMENTARIA Propósito del curso: Presentar los elementos básicos para la comprensión del comportamiento de los fluidos bajo diferentes condiciones dinámicas y estáticas Justificación: Dado el que hacer de los ingenieros sanitarios en relación con el saneamiento básico, y el de los ingenieros civiles en relación con el aprovechamiento del recurso hídrico en diversos frentes es necesario brindar al estudiante elementos de análisis que le permitan abordad problemas relacionados con el comportamiento de los fluidos y en particular del agua en relación a la dinámica y a la estática Objetivo General: Inducir al estudiante al conocimiento de los conceptos básicos acerca del comportamiento de los fluidos en reposo y en movimiento, destacando los procedimientos analíticos y experimentales que permiten su aplicación a los problemas de la ingeniería. Objetivos Específicos: Dar a conocer las características fundamentales de los estados de la materia en particular de los fluidos Conocer el comportamiento de los fluidos bajo condiciones estáticas valorando su importancia en las aplicaciones de la ingeniería Elaborar un modelo conceptual que permita comprender como se comportan los fluidos en condiciones dinámicas, para llegar a un modelo analítico descrito por las ecuaciones básicas del movimiento Aplicar los conceptos adquiridos para el diseño de redes de tuberías Contenido resumido Estática de los fluidos Dinámica de fluidos Fluidos reales Flujo en tuberías Introducción a turbomaquinarias Análisis dimensional y similitud
Página 3 UNIDADES DETALLADAS No. 1 Estática de los fluidos Integración de la Ecuación Fundamental de la Estática Principio de isotropía de las tensiones Ecuación de la hidrostática - aerostática Principios de aerostática. Atmósfera isoterma y atmósfera adiabática. Atmósfera estándar. Medidores de presión. Manometría. Fuerzas hidrostáticas sobre placas planas sumergidas. Resultante y punto de aplicación. Aplicaciones: prensa de Pascal, fuerzas sobre compuertas, empuje sobre diques. Fuerzas hidrostáticas sobre superficies curvas. Componente horizontal de las fuerzas de presión. Momento resultante. Aplicaciones: tapones, compuertas cilíndricas. Equilibrio y estabilidad de cuerpos flotantes. Altura metacéntrica y criterios de estabilidad. Aplicaciones y ejercicios sobre flotabilidad. Práctica de laboratorio: Medidores de presión, manometría. Tres (3.5) semanas y media No. 2 Dinámica de fluidos Dinámica de los fluidos Movimientos solidarios de fluidos. Movimiento uniformemente acelerado. Movimiento rotacional. Ecuación de Bernoulli Ecuación de Bernoulli El sifón y el tubo de Pitot Aplicaciones y ejercicios Ecuación de Momento Lineal
Página 4 Teoremas de impulso y momentum Aplicaciones: fuerzas sobre compuertas. Resalto hidráulico, boquillas. Formas Integrales de las ecuaciones básicas Práctica de laboratorio: Medidores de flujo en tuberías Cuatro (4) semanas No. 3 Fluidos reales Distinción entre flujo euleriano y flujo viscoso Flujo laminar y flujo turbulento El flujo laminar El Flujo turbulento Una (1) semana No. 4 Flujo en tuberías Estudio de pérdidas de energía. Pérdidas locales y pérdidas por fricción. Ec. de Colebrook-White y diagramas de Nikuradse y Moody. Análisis y diseño de redes simples. Tuberías en serie y en paralelo Práctica de laboratorio: Medición de pérdidas en tuberías Tres (3) semanas No. 5 Introducción a turbo maquinarias Bombas, tipos y usos Sistemas de bombeo Características fundamentales de las bombas NSPH
Página 5 Bombas en serie y en paralelo Práctica de laboratorio: Máquinas hidráulicas Dos (2) semanas No. 6 Análisis dimensional Introducción Teorema Pi Buckinham Determinación términos Pi Grupos adimensionales en mecánica de fluidos Correlación con datos experimentales Teoría de Modelos Casos de flujo Dos (2) semanas METODOLOGÍA a seguir en el desarrollo del curso: Clase magistral con participación del estudiante en la solución de problemas y ejercicios prácticos Consulta por parte de los estudiantes de las fuentes bibliográficas recomendadas, para ampliar los temas y realizar los trabajos propuestos Complementación de la teoría por parte de los estudiantes mediante la realización de talleres, trabajos y traducciones.
EVALUACIÓN Actividad Porcentaje Fecha (día, mes, año) Sesiones de clases Parcial 1 20% Parcial 2 20% Parcial 3 20% Examen Final 20% Trabajos laboratorio/taller 20% Actividades de asistencia obligatoria Talleres, Parciales y presentación oral Página 6 BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 No.6 Streeter, V. L. Y E.B. Wylie. Mecánica de los Fluidos. Octava Ed. McGraw Hill. México. 1992. Mataix, C., Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas. Ed. Harla S.A. México, 1982. Li-Lam. Principles of fluid mechanics. Ed. Addison-Wesley. 1966. Streeter, V. L. Y E.B. Wylie. Mecánica de los Fluidos. Octava Ed. McGraw Hill. México. 1992. Mataix, C., Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas. Ed. Harla S.A. México, 1982. Li-Lam. Principles of fluid mechanics. Ed. Addison-Wesley. 1966. Streeter, V. L. Y E.B. Wylie. Mecánica de los Fluidos. Octava Ed. McGraw Hill. México. 1992. Mataix, C., Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas. Ed. Harla S.A. México, 1982. Li-Lam. Principles of fluid mechanics. Ed. Addison-Wesley. 1966. Saldarriaga Juan. Hidráulica de Tuberías. Abastecimiento de agua, redes, riegos. Ed. Universidad de Los Andes. 2007. Sotelo Ávila. Hidráulica General Volumen 1. Limusa. 2002. Saldarriaga J. Hidráulica de tuberías. McGraw Hill. 1998. Carmona R. Diseño de instalaciones hidrosanitarias y de gas para edificaciones. Segunda edición. ECOE ediciones. 2002. Sotelo Ávila. Hidráulica General Volumen 1. Limusa. 2002. French R. Hidráulica de canales abiertos. McGraw Hill. 1988. Chanson H. Hidráulica del flujo en canales abiertos. McGraw Hill. 2002.