OBJETIVOS: Desarrollar los principios y leyes que rigen el comportamiento de los líquidos sujetos a condiciones reales de flujo, es decir, sujetos a fricción, y exponer los conceptos y conocimientos que hagan posible un diseño eficiente de diversas estructuras y dispositivos hidráulicos.
PROGRAMA SINTÉTICO
ANÁLISIS DETALLADO DEL FLUJO DE LÍQUIDOS: FLUJO EN TUBERÍAS AISLADAS, EN SISTEMAS DE TUBERÍAS Y EN REDES.- FLUJO UNIFORME Y UNIFORMEMENTE VARIADO EN CANALES.- FLUJO A TRAVÉS DE ALGUNAS ESTRUCTURAS ESPECIALES TALES COMO ORIFICIOS, COMPUERTAS Y VERTEDEROS.- CALCULO DEL TIEMPO DE VACIADO DE TANQUES.- PROYECTO DE PRESAS DE DERIVACIÓN.- CONOCIMIENTOS BÁSICOS SOBRE MAQUINARIA HIDRÁULICA.
PROGRAMA ANALÍTICO
CAPITULO 1: INTRODUCCIÓN A LA HIDRÁULICA 1.1 Fundamentos de la Hidráulica: su carácter empírico. 1.2 Aplicaciones de la Hidráulica.
CAPITULO 2: FLUJO DE LÍQUIDOS EN TUBERÍAS 2.1 Generalidades y alcance del estudio.
2.2 Flujo laminar y turbulento. 2.2.1 Esfuerzo cortante. 2.2.2 Número de Reynolds. 2.2.3 Radio hidráulico. 2.2.4 Velocidad crítica.
2.3 Distribución del esfuerzo cortante en una tubería. 2.4 Distribución de velocidades en una tubería.
2.4.1 Caso de flujo laminar. 2.4.2 Caso de flujo turbulento. 2.5 Pérdidas de carga.
2.5.1 Flujo laminar: fórmula de Hagen-Poiseuille. 2.5.2 Flujo turbulento: fórmula de Darcy-Weisbach. 2.6 Esfuerzo cortante en la pared del tubo.
2.7 Factor de fricción.
CARRERA: INGENIERÍA CIVIL
MATERIA: HIDRÁULICA GENERAL PROFESOR: Ing. Pablo Iturralde Ponce NIVEL: Quinto (5) Segundo semestre 2007-2008
CÓDIGO: 12348 Créditos teoría: 4; práctica: 0 PRERREQUISITO: Mecánica de fluidos
2.8 Pérdidas localizadas o menores.
2.9 Gradiente hidráulico y gradiente de energía. 2.10 Otras fórmulas utilizadas para tuberías.
2.10.1 Fórmula de Chézy. 2.10.2 Fórmula de Manning. 2.10.3 Fórmula de Kutter-Ganguillet.
2.11 Sistemas de tuberías. 2.11.1 Tuberías equivalentes. 2.11.2 Sistemas de tuberías en serie. 2.11.3 Sistemas de tuberías en paralelo.
2.11.4 Redes de tuberías: método de Hardy Cross. 2.12 Problemas sobre sistemas con varios reservorios. CAPITULO 3: FLUJO EN CANALES
3.1 Canal abierto: definición. 3.2 Diversos tipos de flujo en canales. 3.3 Fórmula de Chézy aplicada a canales. 3.4 Otras fórmulas utilizadas en canales.
3.4.1 Fórmula de Kutter-Ganguillet. 3.4.2 Fórmula de Bazin.
3.4.3 Fórmula de Powell. 3.4.4 Fórmula de Manning. 3.5 Distribución de velocidades en un canal.
3.5.1 Flujo laminar. 3.5.2 Flujo turbulento.
3.6 Sección hidráulica de máxima eficiencia. 3.7 Velocidad permisible en canales.
3.8 Flujo en canales circulares parcialmente llenos. 3.9 Energía específica.
3.9.1 Profundidad crítica: caudal máximo para energía específica constante; energía específica mínima para caudal constante.
3.9.2 Número de Froude.
3.9.3 Flujos crítico, subcrítico y supercrítico.
3.9.4 Salto hidráulico o resalto: ecuación del resalto; condición para que exista resalto. 3.10 Flujo gradualmente variado.
3.10.1 Ecuación de resistencia del flujo gradualmente variado. 3.10.2 Perfiles superficiales y su clasificación.
3.10.3 Longitud del perfil.
3.10.4 Cambio de régimen de flujo. CAPITULO 4: ESTRUCTURAS ESPECIALES. 4.1 Canaletas Parshall.
4.2 Orificios.
4.3 Tiempo de vaciado de tanques a través de orificios. 4.4 Compuertas.
4.5 Vertederos. 4.6 Presas de derivación. 4.7 Maquinaria hidráulica. 4.7.1 Torsión, potencia.
4.7.2 Ecuación de Bernoulli para un rodete de turbina; aplicaciones. 4.7.3 Carga desarrollada por un rodete de bomba.
4.7.4 Parámetros típicos de una máquina: factor de velocidad, velocidad unitaria, caudal unitario, velocidad específica.
4.7.5 Ejemplos de aplicación. FORMA DE EVALUACIÓN
La evaluación se hará mediante un total de seis pruebas, que se aplicarán dos por período, de manera que de las dos primeras saldrá la primera nota, sobre quince (15) puntos; de las dos siguientes se obtendrá la segunda nota, también sobre quince (15) puntos, y de las dos últimas resultará la última nota, sobre veinte (20) puntos.
Si bien cada prueba hace énfasis sobre la materia dictada más recientemente, debe recordarse que en algunas ocasiones hace falta recurrir a conceptos o conocimientos cubiertos con anterioridad; por lo mismo, la materia que se debe conocer para cada examen tiene un carácter acumulativo.
Aunque no es una norma, puesto que, según el grado de dificultad de las pruebas, su valor relativo puede variar, es usual que las cuatro primera valgan la mitad de la nota del período. Dado que la última prueba enfoca toda la materia dictada en el semestre, su valor mínimo será del 60% de la nota del tercer período, de manera que la prueba n.º 5 no podrá tener un valor superior al 40%.
BIBLIOGRAFIA
Ranald V. Giles, Mecánica de los Fluidos e Hidráulica, Serie de compendios Schaum, McGraw-Hill de México, Naucalpan de Juárez, Mex, México, 1969.
Robert L. Daugherty, Joseph B. Franzini, E. John Finnemore, Mecánica de Fluidos con aplicaciones a la Ingeniería, Mc-Graw Hill, España, 1998.
Bernard Stanford Massey, Mecánica de fluidos, C.E.C.S.A, México D.F., México, 1979. Gilberto Sotelo Ávila, Hidráulica General, LIMUSA, México D.F., México, 1980.
J.M. de Azevedo Netto, Guillermo Acosta Álvarez, Manual de Hidráulica, HARLA, México D.F., México, 1976.
Richard H. French Hidráulica de Canales Abiertos, McGraw-Hill de México, Naucalpan de Juárez, Mex, México, 1985.
Hasta aquí se han incluido algunas obras que pueden resultar útiles para consulta. No obstante, se podrá recurrir a cualquier otra obra de Mecánica de fluidos o de Hidráulica. De hecho, se recomienda que los estudiantes adquieran el libro de la colección Schaum, en razón de su precio más accesible. Hidráulica General - 12348
Segundo semestre 2007 - 2008 Programación de clases
--- 02 18 Lunes Introducción; generalidades; conceptos básicos, esfuerzo cortante, velocidad. 02 20 Miérc. Pérdidas de carga en tuberías: fórmulas de Hagen-Poiseuille y de Darcy-Weisbach. 02 25 Lunes Problemas de aplicación.
02 27 Miérc. Pérdidas localizadas.
03 03 Lunes Gradiente hidráulico y de energía; otras fórmulas para tuberías. 03 05 Miérc. Prueba n.º 1.
03 10 Lunes Sistemas de tuberías: tuberías equivalentes; sistemas en serie. 03 12 Miérc. Sistemas en paralelo.
03 17 Lunes Redes de tuberías.
03 19 Miérc. Problemas con varios reservorios. 03 26 Miérc. Prueba n.º 2 (Primera nota).
03 31 Lunes Flujo en canales: definición; diversas fórmulas; distribución de velocidades. 04 02 Miérc. Sección hidráulica de máxima eficiencia; velocidad permisible; ejemplos de diseño. 04 07 Lunes Flujo en canales circulares parcialmente llenos: aplicaciones.
04 09 Miérc. Energía específica: profundidad crítica. 04 14 Lunes Aplicaciones de la energía específica; resalto. 04 16 Miérc. Prueba n.º 3.
04 21 Lunes Flujo gradualmente variado: ecuación de resistencia.
04 23 Miérc. Clasificación de los perfiles superficiales de flujo: aplicaciones. 04 28 Lunes Cambio de régimen de flujo.
05 05 Lunes Prueba n.º 4 (Segunda nota).
05 07 Miérc. Aplicaciones de los orificios: tiempo de vaciado de tanques; compuertas; vertederos. 05 12 Lunes Presas de derivación; aplicaciones.
05 14 Miérc. Prueba n.º 5.
05 19 Lunes Maquinaria hidráulica: torsión, potencia, carga; aplicaciones. 05 21 Miérc Maquinaria hidráulica: parámetros de relación: aplicaciones. 05 28 Miérc. Prueba n.º 6 (Tercera nota).
Fechas de entrega de las notas
Según programación oportunamente señalada por la Facultad Datos del profesor
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El Consejo de Escuela
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