Máquinas Hidráulicas

PROGRAMA SINTÉTICO

CARRERA:

ASIGNATURA:

_SEMESTRE:

OBJETIVO GENERAL:

El alumno diseñará circuitos hidráulicos y neumáticos y resolverá problemas planteados en clase, aplicando los principios de funcionamiento de las máquinas hidráulicas.

CONTENIDO SINTÉTICO:

II. Máquinas Hidráulicas de Desplazamiento Positivo. III. Introducción a Bombas Rotodinámicas y Turbinas. IV.Bombas Rotodinámicas.

V. Turbinas Hidráulicas. VI.Ventiladores.

METODOLOGÍA:

Exposiciones y /o Intervenciones orales por parte de los alumnos. Trabajos extraclase (tareas)

Búsqueda bibliográfica.

Recursos Audiovisuales: Rotafolios, gráficas, proyector de acetatos etc. Realización de prácticas de laboratorio.

Solución de ejercicios.

EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN:

Se aplicarán tres departamentales, cada uno corresponderá al 80% Participación en clase, tareas y prácticas de laboratorio 20%

BIBLIOGRAFÍA:

1. Carter y Karassik, Igor J. Bombas Centrífugas, Selección, Operación y Mantenimiento. Continental, México, 1983, 659 págs.

2. Festo didactic. Introducción a la Neumática, Festo Didactic, México, 1988, 160 págs.

3. Matáix, Claudio. Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas. Oxford University Press, México, 2003, 651 págs.

ESCUELA: Escuela Superior de Ingeniería

Mecánica y Eléctrica Unidades Culhuacán y Azcapotzalco

CARRERA: Ingeniería Mecánica OPCIÓN: Terminal

COORDINACIÓN: Academias de Ingeniería

Hidráulica e Hidráulica

DEPARTAMENTO:

ASIGNATURA: Máquinas Hidráulicas SEMESTRE: Séptimo

CLAVE:

CRÉDITOS: 10.5 VIGENTE: Agosto 2005

TIPO DE ASIGNATURA: Teórico-práctica MODALIDAD: Escolarizada

TIEMPOS ASIGNADOS

HRS./SEMANA/TEORÍA:

HRS./SEMANA/PRÁCTICA:

HRS./SEMESTRE/TEORÍA:

HRS./SEMESTRE/PRÁCTICA:

HRS./TOTALES:

PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO

POR: Academia de Hidráulica e Ingeniería Hidráulica de ESIME Azcapotzalco y Culhuacán

REVISADO POR: Subdirecciones Académicas de ESIME Azcapotzalco y Culhuacán

APROBADO POR: Consejos Técnicos Consultivos Escolares de ESIME Azcapotzalco y Culhuacán. Ing. Jorge Gómez Villarreal

Ing. Ernesto Mercado Escutia

AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas de Estudio del Consejo General Consultivo del I.P.N.

ASIGNATURA:

CLAVE: HOJA:

DE 10

FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA

El Ingeniero Mecánico dentro de su formación académica requiere conocer los principios fundamentales acerca del diseño, estructura, funcionamiento y manejo de las principales máquinas hidráulicas, respondiendo al perfil que del estudiante de Ingeniería se tiene como transformador de la energía; de ahí que el Plan de Estudios vigente de la carrera inserte la asignatura de Máquinas Hidráulicas en el VII semestre, ya que permite al egresado, contar con los elementos necesarios para integrarse eficientemente al desarrollo de la industria de nuestro país, misma que demanda profesionales en el manejo de las diversas clases de fluidos mediante bombas u otro tipo de máquinas Hidráulicas, de acuerdo con las expectativas y retos que la sociedad impone cada día. De manera antecedente, la materia requiere de los conocimientos de Ingeniería de Manufactura I y II, Mecánica de los Materiales I y II, Resistencia de Materiales I, II y III; y Mecánica de los Fluidos I y II.

De manera consecuente, la materia sirve de base para las asignaturas optativas de Bombas Hidráulicas, Neumática Industrial e Hidráulica de Potencia.

OBJETIVO DE LA ASIGNATURA

El alumno diseñará circuitos hidráulicos y neumáticos y resolverá problemas planteados en clase, aplicando los principios de funcionamiento de las máquinas hidráulicas.

ASIGNATURA: Máquinas Hidráulicas CLAVE: HOJA: 3 DE 10

No. UNIDAD

NOMBRE:

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno explicará la importancia, clasificación y uso general de las máquinas hidráulicas, así como los principios básicos de las mismas y resolverá problemas planteados en clase.

HORAS No. TEMA T E M A S T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 Introducción.

Máquinas hidráulicas. Definición. Importancia y uso general.

Clasificación y aplicación de las máquinas hidráulicas.

Ecuación de Euler. Deducción, aplicación. Componentes. Ejercicios. Sub total 1.5 3.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 12.0 3.0 3.0 1.5 3.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 12.0 4B, 5B

ESTRATEGIA DIDÁCTICA

Exposiciones relacionadas a la clasificación y aplicación de las máquinas hidráulicas por parte de los alumnos. Trabajos extra clase (tareas)

Búsquedas bibliográficas referente a la ecuación de Euler.

Recursos audiovisuales: Rotafolios, gráficas, proyector de acetatos etc. Realización de prácticas de laboratorio referente a bomba reciprocante. Solución de ejercicios.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN

Aplicación del primer examen departamental que abarcará las unidades I y II corresponde al 80% Participación en clase, tareas y prácticas de laboratorio 20%

ASIGNATURA: Máquinas Hidráulicas CLAVE: HOJA: 4 DE 10

No. UNIDAD II NOMBRE: Máquinas Hidráulicas de Desplazamiento Positivo

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno diseñará y seleccionará circuitos hidráulicos y neumáticos aplicando los principios de funcionamiento de las máquinas hidráulicas de desplazamiento positivo.

HORAS No. TEMA T E M A S T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 2.1. 2.2. 2.3. 2.3.1. 2.3.1.1 2.3.1.2 2.3.1.3 2.3.2 2.3.2.1 2.3.2.2 2.4 2.5 2.6 2.7 Introducción.

Principio de operación. Principio de desplazamiento positivo. Clasificación. Ejercicios y ejemplos.

Parámetros Principales. Definición y cálculo de: Caudal.

Presión. Altura efectiva. Potencia útil.

Potencia de accionamiento. Potencia Indicada o Interna. Rendimientos y problemas. Circuitos Hidráulicos. Componentes Principales Circuitos Elementales. Sub total 1.5 3.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 12.0 6.0 6.0 1.5 3.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 12.0 4B, 5B, 3B, y 6B.

ESTRATEGIA DIDÁCTICA

Exposiciones orales relacionada a los principales parámetros de las máquinas hidráulicas por parte de los alumnos

Resolución de problemas bajo la dirección del profesor Tareas extra clase

Prácticas de laboratorio referente a bomba reciprocante.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN

Aplicación del primer examen departamental que abarcará las unidades I y II corresponde al 80% Participación en clase, tareas y prácticas de laboratorio 20%

ASIGNATURA:

CLAVE:

HOJA:

DE

No. UNIDAD III NOMBRE: Introducción a Bombas Rotodinámicas y Turbinas

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno deducirá las expresiones matemáticas que rigen el comportamiento del fluido en el interior de las máquinas rotodinámicas y las aplicará en la solución de ejercicios planteados en clase.

HORAS No. TEMA T E M A S T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. Introducción.

Ecuación de impulso y cantidad de movimiento. Aplicación a elementos de turbo máquinas. Ecuación de Euler para turbo máquinas. Aplicación a turbo máquinas.

Cavitación Problemas Sub total 1.5 3.0 1.5 4.5 1.5 12.0 4.5 4.5 1.5 3.0 1.5 4.5 1.5 12.0 4B, 5B,7C

ESTRATEGIA DIDÁCTICA

Exposiciones orales por parte de los alumnos. Trabajos extra clase (tareas)

Búsquedas bibliográficas referente a bombas rotodinámicas y turbinas. Recursos audiovisuales: Rotafolios, gráficas, proyector de acetatos etc. Realización de prácticas de laboratorio relacionadas con bombas centrifugas. Solución de ejercicios

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN

Aplicación del segundo examen departamental que abarcará las unidades III y IV corresponde al 80% Participación en clase, tareas y prácticas de laboratorio 20%

ASIGNATURA:

CLAVE:

HOJA:

DE

No. UNIDAD IV NOMBRE:

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno aplicará los principios de funcionamiento de las bombas rotodinámicas para resolver problemas de diferentes tipos de bomba con parámetros reales, planteados en clase y el laboratorio.

HORAS No. TEMA T E M A S T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 4.1. 4.2. 4.3. 4.3.1. 4.3.2. 4.3.3. 4.3.4. 4.3.5. 4.4. 4.5 4.6 Introducción.

Bombas rotodinámicas. Definición. Clasificación. Tipos. Cálculo y definición de parámetros principales:

Caudal. Altura teórica Altura efectiva. Potencias Rendimientos Instalación.

Cavitación en bombas rotodinámicas. Problemas Sub total 3.0 3.0 3.0 3.0 1.5 1.5 15.0 4.5 4.5 3.0 3.0 3.0 3.0 1.5 1.5 15.0 2C, 7C y 8C.

ESTRATEGIA DIDÁCTICA

Búsqueda bibliografíca por parte de los alumnos referente a bombas rotodinámicas Resolución de problemas bajo la dirección del profesor

Tareas extra clase

Prácticas de laboratorio relacionada con la turbina tipo Pelton.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN

Aplicación del segundo examen departamental que abarcará las unidades III y IV corresponde al 80% Participación en clase, tareas y prácticas de laboratorio 20%

ASIGNATURA:

CLAVE:

HOJA:

DE

No. UNIDAD

NOMBRE:

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno aplicará los principios de funcionamiento de las turbinas hidráulicas en la solución de problemas planteados en clase y en laboratorio.

HORAS No. TEMA T E M A S T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 5.1. 5.2. 5.3. 5.4. 5.5. Introducción

Clasificación. Turbinas principales: Pelton, Francis y Kaplan Características. Problemas.

Descripción breve de una planta hidroeléctrica. Visita. Cavitación en turbinas hidráulicas

Problemas Sub total 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 15.0 9.0 9.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 15.0 7C y 8C.

ESTRATEGIA DIDÁCTICA

Exposiciones y /o intervenciones orales por parte de los alumnos. Trabajos extra clase (tareas)

Búsquedas bibliográficas.

Recursos audiovisuales: Rotafolios, gráficas, proyector de acetatos etc. Realización de prácticas de laboratorio.

Solución de ejercicios

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN

Aplicación del tercer examen departamental que abarcará las unidades V y VI corresponde al 80% Participación en clase, tareas y prácticas de laboratorio 20%

ASIGNATURA.

CLAVE:

HOJA:

DE

No. UNIDAD

NOMBRE:

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno describirá el funcionamiento, las partes y componentes de un ventilador centrífugo y su impulso en función del flujo a manejar. Calculará pérdidas, potencia y eficiencia para una correcta selección.

Resolverá problemas planteados en clase.

HORAS No. TEMA T E M A S T P EC CLAVE BIBLIOGRÁFICA 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 Clasificación

Funcionamiento y partes componentes. Triángulo de velocidades.

Grado de reacción. Presión total útil.

Rendimientos y Potencias. Selección de ventiladores. Usos especiales. Sub total 1.5 1.5 3.0 1.5 1.5 1.5 1.5 3.0 15.0 1.5 1.5 3.0 1.5 1.5 1.5 1.5 3.0 15.0 1B

ESTRATEGIA DIDÁCTICA

Exposiciones orales por parte de los alumnos a las técnicas empleadas para seleccionar un ventilador Resolución de problemas bajo la dirección del profesor

Búsqueda documental referente al funcionamiento y partes componentes. Tareas extra clase

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN

Aplicación del tercer examen departamental que abarcará las unidades V y VI corresponde al 80% Participación en clase, tareas y prácticas de laboratorio 20%

ASIGNATURA:

CLAVE:

HOJA:

DE

RELACIÓN DE PRÁCTICAS

PRACT. No.

NOMBRE DE LA PRÁCTICA UNIDAD DURACIÓN LUGAR DE

REALIZACIÓN 1 2 3 4 5 6 Bomba reciprocarte. Circuito Hidráulico. Bomba centrífuga. Turbina Pelton Turbina Francis. Turbina Kaplan. I,II II III IV V V Total 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 27.0

Todas las prácticas se realizarán en el

Laboratorio de Máquinas Hidráulicas

ASIGNATURA:

CLAVE:

HOJA:

DE

PERÍODO

UNIDAD

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN

La primera evaluación constará del examen departamental (80%), y participación en clase, tareas y prácticas de laboratorio (20%)

La segunda evaluación constará del examen departamental (80%), y participación en clase, tareas y prácticas de laboratorio (20%)

La tercera evaluación constará del examen departamental (80%), y participación en clase, tareas y prácticas de laboratorio (20%)

La evaluación del curso es le promedio de los tres periodos siempre cuando el alumno cumpla con los requisitos establecidos en el reglamento de estudios escolarizados para los niveles medio superior y superior.

CLAVE B C BIBLIOGRAFÍA 1 2 3 4 5 6 7 8 X X X X X X X X

Aguilar G. Carlos. Apuntes de Academia de Hidráulica, ESIME, México, 2004, 150 págs.

Carter y Karassik, Igor J. Bombas Centrífugas, Selección, Operación y Mantenimiento, Continental, México, 1983, 659 págs.

Festo didactic. Introducción a la Neumática, Festo Didactic, Alemania, 1988, 160 págs.

Matáix, Claudio. Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas. Oxford University Press, México, 2003, 651 págs.

Montesinos, Polo. Turbo maquinaria, Limusa, México, 1984, 261 págs.

Vickers y Sperry. Manual de Hidráulica Industrial, Sperry y Vickers, México, 1997, 123 págs.

Viejo Zubicaray, Miguel. Bombas,Teoría, Diseño y Aplicaciones, Limusa, México, 290 págs.

PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA

1. DATOS GENERALES

ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidades Culhuacán y Azcapotzalco

CARRERA: Ingeniería Mecánica SEMESTRE Séptimo

ÁREA: BÁSICAS C. INGENIERÍA D. INGENIERÍA C. SOC. y HUM.

ACADEMIA: Hidráulica e Ingeniería Hidráulica ASIGNATURA: Máquinas Hidráulicas

ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: Licenciatura en Ingeniería Mecánica

2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA:

El alumno diseñará circuitos hidráulicos y neumáticos y resolverá problemas planteados en clase, aplicando los principios de funcionamiento de las máquinas hidráulicas.

3. PERFIL DOCENTE:

CONOCIMIENTOS EXPERIENCIA PROFESIONAL

HABILIDADES ACTITUDES

Propios de la asignatura Sobre Ciencias Básicas. De administración y cómputo.

Es recomendable que tenga tres años de experiencia docente en la enseñanza superior y/o en trabajos relacionados con la asignatura. Dominio de la asignatura. Manejo de grupos. Comunicación (transmisión del conocimiento) Capacidad de Análisis y Síntesis. Motivación al alumno. Manejo de materiales didácticos. Creatividad.

Tener vocación por la docencia.

Honestidad.

Ejercicio de la crítica fundamental.

Respeto (buena relación maestro-alumno) Tolerancia. Ética. Responsabilidad. Espíritu de colaboración. Superación docente y profesional. Compromiso social.

ELABORÓ REVISÓ AUTORIZÓ

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PRESIDENTES DE ACADEMIA SUBDIRECTORES ACADÉMICOS DIRECTORES Ing. Fidencio Burgos Zazueta M. en C. Ricardo Cortéz Olivera Ing. Jorge Gómez Villarreal

Ing. Roberto Flores Rentería Ing. Rubén Juárez Barrientos Ing. Ernesto Mercado Escutia