DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA ASIGNATURA: Nombre en Inglés: FLUID MECHANICS Código UPM: 565000333 MATERIA: CRÉDITOS ECTS: 4,5 CARÁCTER: COMÚN A LA RAMA INDUSTRIAL TITULACIÓN: GRADUADO EN INGENIERÍA MECÁNICA TIPO: OBLIGATORIA CURSO: SEGUNDO SEMESTRE: TERCERO CURSO ACADÉMICO 2011-2012 PERIODO IMPARTICION Septiembre- Enero Febrero Junio IDIOMA IMPARTICIÓN Sólo castellano Sólo inglés Ambos GUÍA DE APRENDIZAJE Página 1 de 11
DEPARTAMENTO MECÁNICA INDUSTRIAL (EUITI) COORDINADOR JOSÉ ANTONIO MANCEBO PIQUERAS PROFESORADO NOMBRE Y APELLIDO DESPACHO Correo electrónico JOSÉ ANTONIO MANCEBO PIQUERAS D 303 ja.mancebo@upm.es YOLANDA SOFÍA DOCE CARRASCO D 302 yolandasofia.doce@upm.es PROFESOR AYUDANTE DOCTOR (Pendiente de contratación) CONOCIMIENTOS PREVIOS REQUERIDOS PARA PODER SEGUIR CON NORMALIDAD LA ASIGNATURA Física ASIGNATURAS SUPERADAS Cálculo OTROS RESULTADOS DE APRENDIZAJE NECESARIOS Manejo de paquetes informáticos, procesadores de texto, hojas de cálculo, etc. Teoría de campos GUÍA DE APRENDIZAJE Página 2 de 11
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE COMPETENCIAS Y NIVEL ASIGNADAS A LA ASIGNATURA Código COMPETENCIA NIVEL CE 1 Conocimientos de los principios básicos de la mecánica de fluidos Conocimiento CE 2 Aplicación de los principios básicos a la resolución de problemas Análisis CE 3 Respuesta a algunas aplicaciones de la mecánica de fluidos en sistemas de tuberías, canales, etc. de interés en el campo de la ingeniería. Aplicación Código RA-01 RESULTADOS DE APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA Conocimiento de los principios básicos de la mecánica de fluidos. Capacidad de síntesis y concreción de los fenómenos en los que intervienen los fluidos y dominio de las leyes que gobiernan su comportamiento. Habilidades para la resolución de casos prácticos de aplicación en ingeniería: cálculo de tuberías,canales, sistemas de fluidos, etc... GUÍA DE APRENDIZAJE Página 3 de 11
CONTENIDOS Y ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE CONTENIDOS ESPECÍFICOS (TEMARIO) TEMA / CAPÍTULO Tema 1: Propiedades y principios básicos Tema 2: Ecuaciones básicas Tema 3: Fluidodinámica Tema 4: Fluidoestática Tema 5: Análisis dimensional Tema 6: Movimientos laminares unidireccionales APARTADO 1.1. Los fluidos como medios continuos 1.2. Propiedades de los fluidos. Viscosidad, tensión superficial, etc. 1.3. El campo de velocidades. Aceleración. 1.4. Tipos de flujo. 2.1. Ecuación de estado 2.2. Conservación de la masa. Continuidad 2.3. Conservación de cantidad de movimiento. Ecuaciones de Navier-Stokes. 2.4. Conservación del momento cinético. Ec. general de las turbomáquinas 2.5. Ecuación de la energía. Ecuación de Bernoulli 3.1. Conceptos de velocidad instantánea, velocidad media, y valor medio 3.2. Presiones estática, dinámica y de estancamiento. 3.3. Medida de la presión 3.4. Acción dinámica de una corriente sobre su conducto. Pérdidas de carga, causas. 3.5. Potencia hidráulica en una sección de corriente fluida. Salto bruto. 4.1. Características de un campo de presiones hidrostáticas 4.2. Fuerzas hidrostáticas sobre superficies. 4.3. Flotación y estabilidad. Empuje de Arquímedes. 5.1. Métodos de análisis dimensional 5.2. Aplicación al cálculo de pérdidas de carga en conducciones 5.3. Semejanza. Concepto y utilidad 5.4. Semejanzas parciales: Froude, Reynolds, Mach, Weber, Strouchal, Grasshoff 6.1. Ecuaciones del movimiento 6.2. Condiciones iniciales y de contorno 6.3. Corriente de Couette 6.4. Corriente de Hagen-Poiseuille 6.5. Corriente en conductos axilsimétricos 6.6. Efecto de longitud finita del tubo Indicadores de logro relacionados LO-01 L0-01 L0-01 L0-02 L0-03 L0-04 GUÍA DE APRENDIZAJE Página 4 de 11
Tema 7: Cálculo de conducciones forzadas. Tema 8: Nociones de flujos externos, capa límite. Tema 9: Flujo permanente en canales. 7.1. Tipos de régimen 7.2. Ecuaciones racionales y empíricas de pérdida de carga 7.3. Pérdidas de carga en singularidades 7.4. Ondas de choque. Golpe de ariete. 7.5. Flujo compresible. 7.6. Protección de conducciones forzadas 8.1. Introducción. Teoría de capa límite. 8.2. Desarrollo de la capa límite. Distribución de esfuerzos cortantes 8.3. Desprendimiento de la capa límite 8.4. Resistencia de superficie, de forma y total 9.1. Corriente uniforme. Velocidad media 9.2. Formas de los canales. Sección de mínima resistencia. 9.3. Valores críticos. 9.4. Corrientes variadas. Estudio del resalto L0-05 L0-05 L0-05 GUÍA DE APRENDIZAJE Página 5 de 11
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES ORGANIZATIVAS UTILIZADAS Y METODOS DE ENSEÑANZA EMPLEADOS CLASES DE TEORIA Exposición de contenidos teóricos fundamentales. 30 horas CLASES PROBLEMAS Planteamiento y resolución de problemas y casos de aplicación 15 horas PRÁCTICAS Adiestramiento en laboratorio. Verificación de algunos principios básicos: 8 horas TRABAJOS INDIVIDUALES Acerca de determinados casos de análisis TRABAJOS EN GRUPO Discusión de casos y aplicaciones en ingeniería TUTORÍAS Resolución de dudas. Individuales o en grupo GUÍA DE APRENDIZAJE Página 6 de 11
RECURSOS DIDÁCTICOS BIBLIOGRAFÍA 1. White, F.M. (5ª ed.) Mc Graw Hill (2003) 2. Crespo, A. Thomson ed. (2006) 3. Barrero, A. y Pérez-Saborid, M. FUNDAMENTO Y APLICACIONES DE LA Mc Graw Hill (2005) 4. Shames, I.H. (3ª ed.) Mc Graw Hill (1995) 5. Virto, L.. PROBLEMAS RESUELTOS UPC (1993) Plataforma moodle RECURSOS WEB Programas EPANET y otros EQUIPAMIENTO Equipos de laboratorio de Mecánica de Fluidos GUÍA DE APRENDIZAJE Página 7 de 11
CRONOGRAMA DE TRABAJO DE LA ASIGNATURA MES QUINCENA ACTIVIDADES AULA LABORATORIO TRABAJO INDIVIDUAL TRABAJO EN GRUPO ACTIVIDADES EVALUACIÓN OTROS 1ª Tema 1 Sept. 2ª Tema 2 Oct. 1ª Tema 3 2ª Tema 4 Practica 1 Práctica 1 Trabajo estudio de casos Nov. 1ª Tema 5 2ª Tema 6 Práctica 2 Práctica 2 Trabajo estudio de casos Evaluación Dic. 1ª Tema 7 Práctica 3 Trabajo estudio de casos GUÍA DE APRENDIZAJE Página 8 de 11
MES QUINCENA ACTIVIDADES AULA LABORATORIO TRABAJO INDIVIDUAL TRABAJO EN GRUPO ACTIVIDADES EVALUACIÓN OTROS 2ª Tema 8 Práctica 3 1ª Tema 9 Práctica 4 Trabajo estudio de casos Ene. 2ª Exposición trabajos Práctica 4 Evaluación GUÍA DE APRENDIZAJE Página 9 de 11
SISTEMA DE EVALUACIÓN DE LA ASIGNATURA EVALUACIÓN Ref LO-01 LO-02 LO-03 LO-04 LO-05 INDICADOR DE LOGRO Clasificación y caracterización general de fenómenos en los que intervienen los fluidos Capacidad para el análisis de sistemas de fluidoestática y fluidodinámica. Aplicación de ecuaciones básicas Se alcanza suficiente destreza para el análisis de sistemas de fluidos mediante la experimentación y la semejanza. estudio y resolución de sistemas en ingeniería de fluidos Se consigue abordar el estudio y aplicación específico de la hidrodinámica de fluidos reales Adiestramiento para el análisis y resolución de algunos sistemas en ingeniería de fluidos Relacionado con RA: RA-01 RA-01 RA-02 RA-03 RA-03 GUÍA DE APRENDIZAJE Página 10 de 11
EVALUACIÓN SUMATIVA (ACUMULATIVA) BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES EVALUABLES MOMENTO LUGAR PESO EN LA CALIFICACIÓN Evaluación continua (Trabajos individuales) 10 % Evaluación continua (Trabajos en grupos) 10 % Evaluación continua (Ejercicios en aula) 20 % Examen final (para opción evaluación continua) 60 % Examen final (para opción solo examen final) 100 % CRITERIOS DE CALIFICACIÓN Actividades evaluables y criterios de calificación: 1. Trabajos individuales propuestos por el profesor. Consistirán en la resolución de problemas y cuestiones. Peso: 10 % de la nota final. 2. Trabajos en grupos. Expuestos en clase sobre temas desarrollados a propuesta del profesor. Peso: 10 % 3. Ejercicios en aula. Pruebas escritas de teoría y problemas. Peso: 20 % 4. Examen final. Prueba de conjunto escrita. Peso: 60 % Para aprobar la asignatura será necesario obtener una nota mínima de 4 puntos (sobre 10) en cada una de las áreas de evaluación y una nota media ponderada igual o superior a 5 puntos, y haber realizado y superado las prácticas de laboratorio. Para los alumnos que inicialmente decidan la opción de sólo examen final, la calificación será la obtenida en este examen, siendo imprescindible que hayan sido realizadas las prácticas de laboratorio con valoración de apto. La nota mínima necesaria para aprobar será de 5 puntos sobre 10 en la prueba escrita. GUÍA DE APRENDIZAJE Página 11 de 11