Guia docente 2023_24
Escola de Enxeñaría Industrial
Grado en Ingeniería en Electrónica Industrial y Automática
 Asignaturas
  Mecánica de fluidos
   Contenidos
Tema Subtema
1.- Conceptos fundamentales de los fluidos 1.1.- Concepto de fluido.
1.2.- Hipótesis de medio continuo.
1.3.- Viscosidad.
1.4.- Reología básica: ley de Navier-Poisson y ley de Newton de la viscosidad.
1.5.- Presión y carga: estática, dinámica y piezométrica.
1.6.- Fuerzas sobre fluidos: volumétricas y superficiales.
1.7.- Tensor de esfuerzos sobre una partícula fluida.
1.8.- Otras propiedades de interés en mecánica de fluidos.
2.- Estudio general del movimiento de los fluidos 2.1.- Enfoques clásicos: Euler vs. Lagrange.
2.2.- Concepto de campo de velocidad.
2.3.- Cinemática básica: aceleración y tensor de variación de la velocidad. Lineas de trayectoria y de corriente.
2.4.- Tensiones y deformaciones de la partícula fluida: relación con el tensor de variación de la velocidad.
2.5.- Clasificación de flujos de fluidos:
- según condiciones cinemáticas
- según condiciones geométricas
- según condiciones mecánicas de contorno
- según condiciones del movimiento interno
2.6.- Sistema vs. volumen de control
2.7.- Integrales extendidas a volúmenes fluidos: Teorema del transporte de Reynolds.
2.8.- Relaciones integrales para un volumen de control: conservación de la masa, conservación de la cantidad de movimiento y conservación de la energía.
2.9.- Relaciones diferenciales para una partícula fluida: continuidad y segunda ley de Newton. Ecuaciones de Navier-Stokes. Ecuación de la energía.
2.10.- Casos particulares: ecuación de Euler, teorema de Bernoulli, flujo incompresible, vorticidad e irrotacionalidad.
3.- Análisis dimensional y semejanza fluido-dinámica. 3.1.- Introducción al análisis dimensional.
3.2.- Teorema Pi de Buckinghan.
3.3.- Grupos adimensionales de importancia en la Mecánica de Fluidos: significación física.
3.4.- Similitud: parcial y total. Efecto de escala.
4.- Movimiento laminar 4.1.- Introducción.
4.2.- Ecuaciones de Navier-Stokes simplificadas: movimiento estacionario unidireccional de líquidos.
4.3.- Casos particulares: Flujo de Couette y flujo de Hagen-Poiuseuille.
4.4.- Pérdida de carga en régimen laminar: factor de fricción.
5.- Movimiento turbulento 5.1.- Introducción.
5.2.- Enfoque estadístico de la turbulencia.
5.3.- Modelos RANS para la turbulencia.
5.4.- Otros modelos para la turbulencia de interés.
5.5.- Noción de capa límite.
5.6.- Tratamiento práctico-experimental de la pérdida de carga en régimen turbulento:
- Diagrama de Nikuradse
- Diagrama de Moody
- Fórmulas empíricas para flujo en tuberías
6.- Movimientos de líquidos en tuberías de sección variable 6.1.- Introducción
6.2.- Pérdidas de carga localizadas:
- Pérdida a la entrada de un tubo
- Pérdida en un tubo a la salida
- Pérdidas en válvulas
- Pérdida en codos y otros elementos adaptadores singulares.
- Pérdidas en válvulas
7.- Sistemas de tuberías 7.1.- Sistemas de tuberías: serie y paralelo.
7.2.- Redes de tuberías: ecuaciones de nudos y ecuaciones de malla.
7.3.- Acoplamiento sistema-bomba.
7.4.- Transitorios en tuberías:
- Tiempo de vaciado de un recipiente
- Establecimiento del régimen permanente en una tubería
- Introducción al golpe de ariete
8.- Flujo permanente en canales 8.1.- Introducción.
8.2.- Pérdidas de energía.
8.3.- Ecuaciones para flujo permanente uniforme: Sección más eficiente.
8.4.- Ecuaciones para flujo permanente no uniforme.
8.5.- Ecuación de la energía en transiciones.
8.6.- Salto hidráulico.
8.7.- Medición de flujo y regulación: compuertas.
9.- Experimentación con flujos fluidos. Dispositivos de medida. 9.1.- Medición de la presión:
- Manómetro simple
- Manómetro Bourdon.
- Transductores
9.2.- Medición de la velocidad:
- Tubo de Pitot
- Tubo de Pitot-Prandt
- Anemómetros de rotación
- Anemómetos de hilo caliente
- Anemómetros sónicos y láser
9.3.- Medida de caudal:
- Medidores de presión diferencial
- Otros fluxómetros de uso frecuente.
10.- Practicas de laboratorio 10.1.- Pérdida de carga y medida del caudal
- Medida de caudal con venturi.
- Medida de caudal con placa de orificio
- Determinación del coeficiente de fricción.
- Pérdidas de carga en codos.
- Pérdidas de carga en válvulas.
10.2.- Chorro libre:
- Experimentación con tubo Pitot.
- Visualización del perfil de velocidades.
- Turbulencia en flujos no confinados
- Aplicación de la ley de conservación de la cantidad de movimiento.
10.3.- Túnel de viento
- Visualización de la distribución de presiones alrededor de cuerpos en flujo externo.
- Resistencia de forma y resistencia de fricción
- Cálculo de los coeficientes aerodinámicos adimensionales más relevantes.
10.4.- Análisis de transitorios en instalaciones
- Visualización del fenómeno del golpe de ariete
- Análisis del diseño de un tanque o chimenea de equilibrio.
10.5.- Experimento de Osborne Reynolds
- Visualización de la transición de régimen laminar a turbulento.
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