Mecánica De Fluidos-GM

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Mecánica De Fluidos-GM65-201502

Item Type info:eu-repo/semantics/report Authors Pehovaz Alvarez Humberto Ivan

Publisher Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC) Rights info:eu-repo/semantics/openAccess; Attribution-

NonCommercial-ShareAlike 3.0 United States Download date 11/01/2022 01:39:48

Item License http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/us/

Link to Item http://hdl.handle.net/10757/643329

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III. INTRODUCCIÓN

El curso Mecánica de Fluidos, en la carrera de Ingeniería de Gestión Minera es de

carácter teórico-práctico y está dirigido a estudiantes del sexto ciclo; busca desarrollar las competencias:

Razonamiento cuantitativo y (a) Tiene la habilidad para solucionar los problemas de Ingeniería de Gestión Minera aplicando los conocimientos de matemáticas, ciencia e ingeniería.

En el curso de mecánica de fluidos, se tratan los principales aspectos relacionados con las propiedades de los fluidos, la teoría y las leyes fundamentales que describen el comportamiento de los fluidos en reposo y en movimiento. Se presenta la ecuación general de conservación en un volumen de control, y se desarrolla las ecuaciones de continuidad, de cantidad de movimiento, de energía y de momento de la cantidad de movimiento.

Se estudian elementos fundamentales de la hidráulica experimental, el análisis dimensional y la semejanza dinámica, así como la teoría de la capa límite y las fuerzas de arrastre y de sustentación que se generan cuando se tiene movimiento de un cuerpo sumergido en un fluido, el efecto de la viscosidad en situaciones de flujo de fluidos, en particular, del flujo permanente a presión en tuberías, y métodos para el cálculo hidráulico de redes abiertas y cerradas. De este modo, se sienta las bases necesarias que permitan el estudio del flujo en conductos abiertos y cerrados, tales como: canales, tuberías, ríos, flujo en medio poroso, flujo sobre barcos y aviones, etc.

Finalmente, se tratan los principios de la termodinámica de manera que el alumno comprenda y maneje los conceptos de trabajo y energía, así como la aplicación de la primera y la segunda ley de la termodinámica en la solución de problemas de ingeniería.

IV. LOGRO (S) DEL CURSO

Al finalizar el curso, el estudiante identifica y aplica las propiedades relevantes del fluido así como los principios de hidrostática y dinámica de fluidos para plantear y desarrollar la solución de problemas de ingeniería que involucren fluidos.

Asimismo, el alumno será capaz de modelar en forma empírica y numérica cualquier situación real, seleccionar

I. INFORMACIÓN GENERAL

CURSO

:

Mecánica De Fluidos

CÓDIGO

:

^GM65

CICLO

:

²⁰¹⁵⁰²

CUERPO ACADÉMICO

:

Pehovaz Alvarez, Humberto Iván

CRÉDITOS

:

⁴

SEMANAS

:

¹⁶

HORAS

:

2 H (Práctica) Semanal /3 H (Teoría) Semanal ÁREA O CARRERA

:

Ingenieria de Gestion Minera

II. MISIÓN Y VISIÓN DE LA UPC

Misión: Formar líderes íntegros e innovadores con visión global para que transformen el Perú.

Visión: Ser líder en la educación superior por su excelencia académica y su capacidad de innovación.

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la mejor solución del modelo, analizando los resultados obtenidos y tomando decisiones basándose en los resultados.

UNIDAD Nº: 1 Propiedades de los fluidos -Hidrostática

LOGRO

Al finalizar la unidad, el estudiante reconoce la importancia de cada una de las propiedades de los fluidos y las aplica en la solución de problemas simples de ingeniería. Además, el estudiante analiza, evalúa y representa de manera precisa el comportamiento de los fluidos en reposo.

TEMARIO

1. Propiedades Fluidos

1.1 Sistemas de unidades y magnitudes.

1.2 Definición de un fluido.

1.3 Densidad. Peso específico. Densidad relativa.

1.4 Compresibilidad. Elasticidad.

1.5 Viscosidad.

1.6 Presión de vapor. Cavitación.

1.7 Tensión superficial. Capilaridad.

2. Hidrostática

2.1 Variación de la presión.

2.2 Presión absoluta y presión relativa.

2.3 Transmisión de presiones.

2.4 Fuerza sobre superficies planas.

2.5 Fuerza sobre superficies curvas.

2.6 Fuerzas sobre cuerpos sumergidos.

2.7 Masas de fluido sometidas a aceleración.

HORA(S) / SEMANA(S) Semanas: 1, 2 y 3

UNIDAD Nº: 2 Hidrocinemática

LOGRO

Al finalizar la unidad, el estudiante reconoce claramente las diferencias entre los tipos de movimiento de fluidos e identifica su ocurrencia en determinado problema de ingenieria.

TEMARIO

1.1Clasificación de flujos.

1.2 Enfoques de Lagrange y de Euler.

1.3 Lineas de corriente. Tubo de flujo. Campo de flujo.

1.4 Concepto de caudal o gasto.

HORA(S) / SEMANA(S) Semana 4

UNIDAD Nº: 3 Dinámica de Fluidos (Parte 1) V. UNIDADES DE APRENDIZAJE

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LOGRO

Al finalizar la unidad, el alumno comprende y aplica las ecuaciones de continuidad y energía en la solución de problemas de ingeniería con fluidos en movimiento. Comprende el funcionamiento, reconoce las ventajas y desventajas de uso de los principales dispositivos de medición de flujo en tuberías y aplica los respectivos principios de funcionamiento en la solución de problemas simples de ingeniería.

TEMARIO

1.1 Concepto de sistema y volumen de control

1.2 Ecuación general de conservación en un volumen de control.

1.3 Ecuación de continuidad:

1.3.1 Formulación general 1.3.2 Ejemplos de aplicación 1.4 Ecuación de la energía:

1.4.1 Ecuación de movimiento a lo largo de una linea de corriente.

1.4.2 Ecuación de Bernoulli.

1.4.3 Ecuación de energía con pérdidas.

1.5 Medidores de flujo (Pitot, Venturíametros)

HORA(S) / SEMANA(S) 10 Horas/Semanas: 5 y 6

UNIDAD Nº: 4 Dinámica de Fluidos (Parte 2).

LOGRO

Al finalizar la unidad, el alumno comprende y aplica en las ecuaciones de energía los efectos de utilizar bombas y turbinas. Así mismo, comprende y aplica la ecuación de cantidad de movimiento en la solución de problemas de ingeniería con fluidos en movimiento.

TEMARIO

1.1 Ecuación de energía con bombas y turbinas.

1.2 Ecuación de cantidad de movimiento.

1.2.1 Formulación general 1.2.2 Ejemplos de aplicación

1.3 Ecuación de momento de la cantidad de movimiento.

1.3.1 Formulación general 1.3.2 Ejemplos de aplicación

HORA(S) / SEMANA(S) Semanas: 7 y 8

UNIDAD Nº: 5 Hidráulica experimental-Flujo Fluido Real

LOGRO

Al finalizar la unidad, el alumno comprende y maneja los conceptos de semejanza hidráulica y de análisis dimensional,asi como flujos externos en la solución de problemas de modelación física.

TEMARIO 1.Hidráulica

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1.1 Introducción a la hidrá¢ulica experimental.

1.2 Análisis dimensional.

1.3 Teorema de pi-Buckingham.

1.4 Parámetros adimensionales. Semejanza dinámica 2. Fluido Real

2.1 Teoría de la capa límite.

2.2 Fuerzas de arrastre y de sustentación.

2.3 Aplicaciones en la aero- e hidrodinámica

HORA(S) / SEMANA(S) Semanas:9 y 10

UNIDAD Nº: 6 Flujo permanente en conductos a presión

LOGRO

Al finalizar la unidad, el alumno entiende y maneja en forma preliminar esquemas de tuberías simples tomando en cuenta los efectos de las pérdidas de energía pudiendo incluir los efectos de bombas y turbinas.

TEMARIO

1.1 Flujo laminar y flujo turbulento.

1.2 Distribución del esfuerzo de corte.

1.3 Fórmula de Darcy-Weisbach.

1.4 Distribución de la velocidad en flujo laminar.

1.5 Distribución de la velocidad en flujo turbulento.

1.6 Pérdida de carga por fricción en flujo laminar.

1.7 Pérdida de carga por fricción en flujo turbulento.

1.8 Pérdidas locales de carga.

1.9 Fórmula de Hazen-Williams.

1.10 Sistemas de:

1.10.1 Tubería simple en serie y en paralelo 1.10.2 Tubería ramificada

1.10.3 Tubería con servicio en camino

1.11 Introducción al análisis de redes de tubería.

1.12 Redes cerradas de tubería.

1.13 Método de Hardy-Cross

UNIDAD Nº: 7 Principios de Termodinámica

LOGRO

Al finalizar la unidad, el alumno comprende y maneja los conceptos de trabajo y energía, así como la aplicación de la primera y la segunda ley de la termodinámica en la solución de problemas de ingeniería.

TEMARIO

1.1 Introducción al balance de energía. Aplicaciones en la ingeniería.

1.2 Trabajo y transferencia de calor.

1.3 Energía y transferencia de energía.

1.4 Propiedades termodinámicas.

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1.5 Primera ley de la termodinámica

1.5.1 Principios de conservación y primera ley de la termodinámica

1.5.2 Formulación del volumen de control: conservación de la masa, conservación de la energía 1.5.3 Análisis del volumen de control

1.6 Entropía y segunda ley de la termodinámica.

VI. METODOLOGÍA

El curso se dicta en 2 sesiones semanales en la que se presentan los conocimientos teóricos y aplicaciones prácticas, con la participación continua de los alumnos. Los alumnos forman grupos y trabajan en equipo para resolver casos prácticos, aplicando los conceptos y los procedimientos aprendidos. El curso se complementa mediante sesiones de laboratorio para visualizar experimentalmente temas vistos en las unidades 3, 4 y 9.

TEMARIO DE ESTUDIO AUTO DIRIGIDO

En la semana 4 y 9 se hará un trabajo aplicativo con guía del docente.

VII. EVALUACIÓN

FÓRMULA

10% (PC1) + 10% (PC2) + 10% (PC3) + 10% (PC4) + 10% (LB1) + 25% (EA1) + 25% (EB1)

TIPO DE NOTA PESO %

PC - PRÁCTICAS PC 10

LB - PRACTICA LABORATORIO 10

EA - EVALUACIÓN PARCIAL 25

EB - EVALUACIÓN FINAL 25

VIII. CRONOGRAMA TIPO DE

PRUEBA

DESCRIPCIÓN NOTA NÚM. DE PRUEBA

FECHA OBSERVACIÓN RECUPERABLE

PC PRÁCTICAS PC 1 SEMANA

4

SÍ

7

SÍ

12

SÍ

15

SÍ

LB PRACTICA

LABORATORIO

1 SEMANA

15

NO

EA EVALUACIÓN PARCIAL 1 SEMANA

8

SÍ

EB EVALUACIÓN FINAL 1 SEMANA

16

SÍ

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IX. BIBLIOGRAFÍA DEL CURSO

BÁSICA

ÇENGEL, Yunus A.Cimbala, John M. (2012) Mecánica de fluidos : fundamentos y aplicaciones. México, D.F. : McGraw Hill.

(532 CENG 2012)

ÇENGEL, Yunus A.Cimbala, John M. (2014) Fluid mechanics : fundamentals and applications. New York : McGraw-Hill.

(620.106 CENG)

CROWE Clayton T.Elger, Donald F. y ROBERSON, John A. (2007) Mecánica de fluidos. México, D. F. : Grupo Editorial Patria.

(620.106 CROW)

MUNSON BruceYoung, Donald F. y OKIISHI, Theodore (2002) Fundamentos de mecánica de fluídos.

México, D.F. : Limusa.

(620.106 MUNS)

POTTER, Merle C. y NAVARRO SALAS, Rodolfo (2002) Mecánica de fluidos. México, D.F. : Thomson.

(620.106 POTT 2002)

WHITE, Frank M. (2011) Fluid mechanics. New York, N.Y. : McGraw Hill.

(620.106 WHIT)

RECOMENDADA

(No necesariamente disponible en el Centro de Información)

Mecánica De Fluidos-GM