INGENIERÍA AERONÁUTICA MECÁNICA DE FLUIDOS SÍLABO

(1)

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA AERONÁUTICA

INGENIERÍA AERONÁUTICA MECÁNICA DE FLUIDOS

SÍLABO I. DATOS GENERALES

1.1 ASIGNATURA : Mecánica de los Fluidos

1.2 CÓDIGO : 3301-33313 1.3 PRE-REQUISITO : 3301-33207 y 3301-33212 1.4 HORAS SEMANALES : 06 1.4.1 TEORÍA : 04 1.4.2 PRÁCTICA : 02 1.5 N° DE CRÉDITOS : 05 1.6 CICLO : VI

1.7 TIPO DE CURSO : Obligatorio

1.8 DURACIÓN DEL CURSO : 18 Semanas en total

1.9 CURSO REGULAR : 17 Semanas

1.10 EXAMEN

SUSTITUTORIO : 01 Semana

II. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA:

La asignatura de Mecánica de Fluidos es de naturaleza teórica-práctica y constituye una de las bases para que el alumno tenga el conocimiento necesario, para su aplicación en la carrera de Ingeniería Aeronáutica. Brinda al alumno los conceptos necesarios acerca de la naturaleza de los fluidos así como de los efectos que ejercen sobre ellos las fuerzas de presión y las condiciones del medio circundante.

En otras palabras, el propósito del curso consiste en orientar y proporcionar al alumno los conocimientos fundamentales para que pueda hacer investigación y a la vez, desarrollar sus capacidades intelectuales y creativas.

Es parte fundamental del curso que el alumno se motive desde el comienzo de la carrera, por medio de la trasmisión de conocimientos y experiencia de la vida real, para que investigue y se sienta inmerso en el contenido del currículo y perfil de la carrera, tanto en los aspectos cognitivo y fundamento matemático. El desarrollo de la asignatura deberá estimular el espíritu crítico de los fenómenos físicos en los fluidos. El alumno de ingeniería desarrollará su capacidad de análisis y los conocimientos adquiridos despertaran el interés, para su aplicación durante la carrera profesional.

(2)

Estar en condiciones de determinar y calcular los efectos de las fuerzas de

presión y las condiciones del medio circundante en los fluidos dentro del campo de la ingeniería.

Emplear los fundamentos de la mecánica en fluidos líquidos y gaseosos

para llegar a solucionar los problemas presentados en la ingeniería.

Desarrollar las aptitudes y habilidades en el manejo e interpretación de los

resultados acerca de los cálculos realizados. El curso comprende como unidades de aprendizaje:

1. Dinámica y teoremas de conservación en la dinámica.

2. Termodinámica de los fluidos.

3. Dinámica de gases. Flujo unidireccional isoentrópico para gases ideales

en régimen subsónico y supersónico.

4. Forma integral de las ecuaciones de conservación para flujo

5. Flujo unidimensional. Ondas de choque normal, oblicuas.

6. Flujo interno. Flujo con intercambio de calor, flujo con fricción y flujo de

combustión

7. Flujo viscoso externo. Capa límite con y sin transferencia de calor.

8. Flujo viscoso interno. Turbulencia.

III. COMPETENCIA

Utiliza los conceptos físicos básicos tales como la hidrostática y la hidrodinámica combinados con los teoremas de conservación de la energía y de la cantidad de movimiento o también llamada momentum.

IV. CAPACIDADES

1. Maneja el cálculo de velocidades y aceleraciones en fluidos. 2. Determina la fuerza de empuje hidrostático.

3. Calcula Presiones utilizando sistemas de rula condiciones de Estancamiento. 4. Resuelve problemas empleando tablas de flujo compresible.

5. Maneja el cálculo vectorial.

6. En ocasiones empleara métodos numéricos. V. METODOLOGÍA

Al inicio del curso, el profesor hará la presentación introductoria del mismo y explicará el sílabo, enfatizando que promoverá la práctica, talleres, investigación y el diálogo constante con los alumnos para ayudar a que fijen y profundicen mejor los conceptos, los métodos y conocimientos que vayan adquiriendo.

(3)

Se resaltará la importancia de la participación espontánea de los alumnos en las clases teóricas y prácticas del curso y que como estudiantes universitarios, no sólo deben limitarse a conocer lo tratado en clase, sino que deben investigar sobre los diferentes temas tratados.

En esencia, la asignatura se desarrollará con los siguientes lineamientos metodológicos:

1. El profesor del curso, en cada clase presentará: el fundamento teórico de los diferentes temas, siguiendo el orden que se señala en el programa analítico. Además desarrollará talleres de problemas y propiciará y estimulará la intervención de los alumnos en la clase. Dejará temas y trabajos prácticos (problemas) de diferentes niveles de complejidad, para que los alumnos investiguen y /o desarrollen en grupo o en forma personal. 2. En caso que los alumnos encuentren dificultad para resolver cualquier

problema relacionado con la asignatura, podrán acudir a realizar la respectiva consulta al profesor responsable de la asignatura.

3. Es requisito, que el alumno en todos los trabajos prácticos (problemas), monografías, presentaciones, etc. haga uso intensivo de la Tecnología de la Información. (Ofimática para Ingenieros, Internet, Intranet, Red de la EAPIA y Correo Electrónico).

VI. EVALUACIÓN

El Reglamento vigente de la UAP, exige la asistencia obligatoria a clases y que el profesor pase la lista de asistencia en cada clase que dicta, registrando las inasistencias, en el registro proporcionado por la Universidad. Los alumnos no podrán sobrepasar el 30% de inasistencias justificadas a las horas lectivas teóricas, ni el 20% a las prácticas para tener derecho a evaluación.

Dada la naturaleza del curso respecto a que imparte conocimientos pero además es de suma importancia la transmisión directa de la experiencia del profesor y que los alumnos participen activamente en el aula, se reitera que es de vital importancia la asistencia a clases.

Debe quedar perfectamente entendido que sólo cuando el alumno asiste a clases, gana el derecho de ser evaluado y que en todo momento estará presente la normatividad expresada en el Reglamento de la UAP.

La Modalidad de Evaluación será la siguiente:

- Trabajo Académico (TA), El Sistema de Evaluación Permanente de la UAP, contempla las siguientes modalidades de Trabajo Académico: Participación

(4)

en clase. Prácticas calificadas. Seminarios de discusión. Trabajos de investigación, experimentación u observación. Trabajos de producción. Elaboración de proyectos. Exposiciones. Trabajos de aplicación. Resolución de casos y problemas.

- Examen Parcial (EP), que consiste de una evaluación teórico - práctico de conocimiento y donde el alumno dará sus respuestas por escrito.

- Examen Final (EF), que consiste en la evaluación teórico - práctico de conocimiento de todo el curso y donde el alumno dará sus respuestas por escrito.

La ponderación de notas que el profesor debe mantener es la siguiente:

Descripción Ponderación Porcentaje

Examen Parcial Peso 3 30%

Examen Final Peso 3 30%

Trabajo Académico Peso 4 40%

- Examen Sustitutorio (ES), que consiste en la evaluación teórico - práctico de conocimiento de todo el curso y donde el alumno dará sus respuestas por escrito.

La nota obtenida en el examen Sustitutorio, podrá reemplazará la nota más baja que el alumno haya obtenido en su Primer examen Parcial o en el Examen Final y de proceder el reemplazo, se recalculará la nueva nota final.

Las calificaciones de los exámenes se regirán por el sistema vigesimal. Para aprobar una asignatura se requiere calificación mínima de 11,00 puntos. Al establecer el promedio final, el residuo igual o superior a cinco décimas (0,5) como un punto, deberá ser considerado a favor del alumno.

VII. PROGRAMACION DE UNIDADES TEMÁTICAS

Unidad N° 1: Dinámica y teoremas de conservación en la dinámica

(5)

Semana N° 01

Contenidos

Conceptual Procedimental Actitudinal

 Hipótesis del medio

continúo

 Concepto de partícula

fluida.

 Descripciones

Lagrangiana del Movimiento de los Fluidos

 Verifica el medio continuo

 Verifica la posición de una

partícula.

 Analiza la posición

Lagrangiana del

Movimiento de los Fluidos.

 Participa activamente en clase  Desarrolla un espíritu crítico y constructivo.  Muestra interés, disposición y auto gestiona su  aprendizaje.  Reflexiona sobre la

importancia de los temas

realizando preguntas y

buscando información.

Fuentes de Referencia:Apuntes del docente

Semana N° 02

Contenidos

 Descripción Euleriana

del Movimiento de los Fluidos

 Campo de aceleraciones

 Analiza la posición

Euleriana del Movimiento de los Fluidos.

 Analiza las dos

descripciones anteriores en la aplicación de la 2da ley de newton  Participa activamente en clase  Desarrolla un espíritu crítico y constructivo.  Muestra interés, disposición y auto gestiona su  aprendizaje.  Reflexiona sobre la

Semana N° 03

Contenidos

 Volumen de Control  Ecuación de Continuidad  Ecuación de Bernoulli  Efecto Venturi  Analiza la Ecuación de Continuidad  Verifica la Ecuación de Bernoulli

 Analiza el Efecto Venturi.

 Participa activamente en clase  Desarrolla un espíritu crítico y constructivo.  Muestra interés, disposición y auto gestiona su  aprendizaje.  Reflexiona sobre la

(6)

Unidad N°2: Termodinámica de los fluidos

Capacidad N° 2: Maneja las leyes de la Termodinámica aplicadas al movimiento de los fluidos.

Semana N° 04

Contenidos

 Termodinámica Propiedades Termodinámicas  Entalpia  Analiza el concepto de Termodinámica

 Analiza las Propiedades

de las sustancias  Evalúa la entalpia  Participa activamente en clase.  Desarrolla un espíritu crítico y constructivo.  Muestra interés, disposición y auto gestiona su  aprendizaje.  Reflexiona sobre la

Semana N° 05

Contenidos

Flujo y Estado Estable en los Fluidos

Primera Ley para un Flujo Estable. Entropía

Analiza el Régimen FEES Evalúa la Primera Ley de la

Termodinámica para un régimen FEES. Participa activamente en clase. Desarrolla un espíritu crítico y constructivo. Muestra interés, disposición y auto gestiona su aprendizaje. Reflexiona sobre la

Unidad N° 3: Dinámica de los gases. Flujo unidireccional isoentroipico para gases ideales en régimen subsónico y supersónico

(7)

Semana N° 06

Contenidos

 Dinámica de los Gases

 Velocidad del Sonido

 Numero Mach

Analiza la Dinámica de los Gases

Evalúa la Velocidad del Sonido  Participa activamente en clase  Desarrolla un espíritu crítico y constructivo.  Muestra interés, disposición y auto gestiona su aprendizaje.  Reflexiona sobre la

Semana N° 07

Contenidos



Flujo isoentrópico Graficas

 Analiza el flujo isoentróico



Evalúa las gráficas del flujo isotrópico.  Participa activamente en clase  Desarrolla un espíritu crítico y constructivo.  Muestra interés, disposición y auto gestiona su  aprendizaje.



Reflexiona sobre la importancia de los temas realizando preguntas y buscando información.

Unidad N°4: Forma integral de las ecuaciones de conservación para flujo no viscoso

Capacidad N° 4: Maneja el concepto de conservación de la masa, momento y energía de un flujo no viscoso.

Semana N° 08

Continuación del tema anterior Examen parcial

(8)

Semana N° 09

Contenidos

 Ecuación de conservación

de la masa

 Ecuación de conservación

del momento

 Analiza y evalúa los

conceptos de conservación de la masa y momento  Participa activamente en clase  Desarrolla un espíritu crítico y constructivo.  Muestra interés, disposición y auto gestiona su aprendizaje.  Reflexiona sobre la

Semana N° 10

Contenidos

 Ecuación de conservación de la energía  Analiza y evalúa el concepto de conservación de la energía  Participa activamente en clase  Desarrolla un espíritu crítico y constructivo.  Muestra interés, disposición y auto gestiona su aprendizaje.



Unidad N° 5: Flujo unidimensional. Ondas de choque oblicuas y de expansión

Capacidad N° 5: Análisis de Flujo Externo

(9)

Contenidos

 Ondas de cho1ue normales.  Ondas de choque oblicuas.  Ondas de choque de expansión.



Analiza los conceptos básicos y diferencias de las ondas de choque normales, oblicuas y de expansión.  Participa activamente en clase  Desarrolla un espíritu crítico y constructivo.  Muestra interés, disposición y auto gestiona su aprendizaje.



Unidad N° 6: Flujo interno. Flujo con intercambio de calor, flujo con fricción y flujo de combustión

Capacidad N° 6: Análisis de Flujo Interno Semana N° 12

Contenidos



Flujo en tuberías



Perdidas primarias.



Perdidas secundarias



Diagrama de Moody  Analiza el flujo en tuberías.  Evalúa perdidas primarias  Evalúa perdidas secundarias



Maneja el diagrama de Moody.  Participa activamente en clase.  Desarrolla un espíritu crítico y constructivo.  Muestra interés, disposición y auto gestiona su aprendizaje.



(10)

Contenidos

 Métodos Numéricos

 Cálculo de factores de

Fricción con iteraciones.

 Analiza los procedimientos

de cálculo con métodos iterativos.  Utiliza modelamientos  Participa activamente en clase.  Desarrolla un espíritu crítico y constructivo.  Muestra interés, disposición y auto gestiona su  aprendizaje.  Reflexiona sobre la

Unidad N°7: Flujo viscoso externo. Capa límite con y sin transferencia de calor Capacidad N° 6: Análisis de Flujo Viscoso Externo

Semana N° 14

Contenidos

 Resistencia Fluido

dinámica

 Resistencia de un cilindro

 Análisis de resistencia fluido

dinámica  Evalúa la resistencia en un cilindro  Participa activamente en clase.  Desarrolla un espíritu crítico y constructivo.  Muestra interés, disposición y auto gestiona su  aprendizaje.  Reflexiona sobre la

(11)

Contenidos

 Influencia del Numero de

Reynolds

 Resistencia de cuerpos

romos.

 Analiza la influencia del

Número de Reynolds.  Evalúa la resistencia en cuerpos romos.  Participa activamente en clase.  Desarrolla un espíritu crítico y constructivo.  Muestra interés, disposición y auto gestiona su  aprendizaje.  Reflexiona sobre la

Unidad N°8: Flujo viscoso interno. Turbulencia

Capacidad N° 8:

Maneja los conceptos referidos al Flujo Viscoso Interno

Semana N° 16

.

Contenidos

 Capa limite en tuberías.

 Perdidas de carga

 Turbomaquinas

 Analiza la capa límite.

 Evalúa las pérdidas de carga.

 Analiza las turbomaquinas

 Participa activamente en clase.  Desarrolla un espíritu crítico y constructivo.  Muestra interés, disposición y auto gestiona su  aprendizaje.  Reflexiona sobre la importancia de los temas realizando preguntas y buscando información.

Semana N° 17

 Examen final

Semana N° 18

(12)

VIII. BIBLIOGRAFÍA

1. Bibligrafia Básica



Shapiro, A. Fonnas y Fluidos. Ed. EUDEBA

2. Bibligrafia Suplementaria

 Dayli, J. Halerman, D. Dinámica de los Fluidos. Ed. Trillas. S.A.

 Massey, P. S. Mecánica de los Fluidos. Cia. Editorial. Continental S. A.

 Prandtl, L. Tietjens, O. G. Fundamental of hidro and aeromechanics. Ed.

Dover.

 Prandtl, L. Tietjens, O. G. Applied hidro and aeromechanics. Ed. Dover.

 Sabersky, E. M. Acosta, A. J. Fluid Flow. Ed. Collier.

 Mac. Millan.White, EM. Mecánica de los Fluidos. Ed. Mac Graw. Hill.

 Swanson, W. M. Fluid Mechanics. Ed. Wotl.

 Rinehart and Winston.Fox, R. W, MacDonald, A. T. Introducción a la

mecánica de los fluidos. Ed. John Wiley and sons.

 Schlichting, W. Teoría de la Capa Límite. Ed. Urno.

 Nekrasov, B. Hidráulica. Ed. Mir.