Datos básicos de la asignaturaTitulación: Grado en Ingeniería de Tecnologías IndustrialesAño plan de estudio: 2010

Curso implantación: 2019-20Centro responsable: E.T.S. de Ingeniería

Nombre asignatura: Fundamentos de Mecánica de FluidosCódigo asigantura: 2030018Tipología: OBLIGATORIACurso: 2Periodo impartición: Segundo cuatrimestre

Créditos ECTS: 6Horas totales: 150Área/s: Mecánica de FluidosDepartamento/s: Ingeniería Aeroespacial y Mecán. Fluidos

Coordinador de la asignatura

FERNANDEZ GARCIA JUAN MANUEL

Profesorado

Profesorado del grupo principal:

BLANCO RODRIGUEZ FRANCISCO JOSE

Objetivos y competencias

OBJETIVOS:

Objetivos docentes de la asignatura:

- Saber utilizar los balances integrales de masa, de cantidad de movimiento y de la energía para

resolver problemas de mecánica de fluidos.

- Saber simplificar problemas ingenieriles de fluidomecánica reteniendo los efectos dominantes.

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- Conocer las ecuaciones diferenciales que describen los movimientos de líquidos y de gases así

como las condiciones de contorno para resolverlas.

Al superar con éxito esta asignatura, los estudiantes serán capaces de:

- Saber hacer el cálculo de fuerzas que ejerce un fluido sobre un sólido.

- Saber hacer el cálculo del flujo de líquidos con fuerzas de viscosidad o fuerzas de inercia

dominantes por el interior de conductos.

- Saber hacer el cálculo del flujo de gases en conductos sin fricción, en toberas convergentes y en

compresores.

- Saber resolver el proceso de carga/descarga de depósitos con gases.

- Saber hacer el cálculo de flujos en canales.

-Saber hacer el cálculo de bombas hidráulicas ideales y no ideales.

COMPETENCIAS:

COMPETENCIAS ESPECÍFICAS (CIN 301/2009):

C2 Conocimientos de los principios básicos de la mecánica de fluidos y su aplicación a la resolución

de problemas en el campo de la ingeniería. Cálculo de tuberías, canales y sistemas de fluidos.

COMPETENCIAS GENERALES BÁSICAS (RD 1393/2007)

CB1 Demostrar poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de

la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de

texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la

vanguardia de su campo de estudio.

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CB2 Saber aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las

competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la

resolución de problemas dentro de su área de estudio.

COMPETENCIAS GENERALES GENÉRICAS (CIN 351/2009 Y US)

G3 Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de

nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.

G4 Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento

crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la

Ingeniería Industrial.

G14 Capacidad de trabajar en un entorno bilingüe inglés-castellano.

Contenidos o bloques temáticos

BLOQUE TEMÁTICO I: INTRODUCCIÓN Y PRINCIPIOS GENERALES.

1. Características generales de los fluidos. Descripción euleriana del flujo.

2. Fluidoestática. Concepto de presión. Fuerzas de volumen.

BLOQUE TEMÁTICO II: ECUACIONES GENERALES Y ANÁLISIS DIMENSIONAL.

3. Teorema del transporte de Reynolds. Ecuación de continuidad.

4. Balance integral de cantidad de movimiento sin viscosidad. Aceleración de una partícula fluida.

Ecuación de Euler-Bernoulli.

5. Ecuación de cantidad de movimiento incluyendo los esfuerzos viscosos. Balance integral de

cantidad de movimiento con fuerzas de viscosidad. Ecuaciones de Navier-Stokes para líquidos.

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6. Balance integral de energía mecánica para fluidos incompresibles. Bombas hidráulicas ideales y

no ideales.

7. Análisis dimensional y semejanza física.

8. Movimientos unidireccionales y casi unidireccionales en conductos dominados por los efectos de

viscosidad. Flujos en en capa límite.

BLOQUE TEMÁTICO III: MOVIMIENTOS TURBULENTOS DE LÍQUIDOS Y GASES EN

CONDUCTOS.

9. Flujo turbulento de líquidos y gases en el interior de conductos. Ábaco de Moody

10. Análisis del flujo de gases ideales en el interior de toberas convergentes. Bloqueo sónico. Carga

y descarga de depósitos de gases.

Relación detallada y ordenación temporal de los contenidos

CONTENIDOS:

Tema 1: Introducción y principios generales.

- Características generales de los fluidos.

- Estructura molecular de la materia.

- Hipótesis de medio continuo.

- Termodinámica de los procesos fluidomecánicos.

- Cinemática de los fluidos.

- Derivada sustancial.

- Transporte convectivo.

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- Teorema del transporte de Reynolds.

Tema 2: Ecuaciones de conservación de la masa y de la cantidad de movimiento.

- Sistemas de referencia inerciales y no inerciales.

- Operador Nabla.

- Ecuación integral de conservación de la masa. Ecuación de continuidad.

- Ecuación integral de conservación de la cantidad de movimiento. Fuerzas de volumen.

Fuerzas de superficie. Forma diferencial.

- Problemas de aplicación de las ecuaciones integrales de conservación de la masa y

de la cantidad de movimiento.

Tema 3: Fluidoestática.

- Ecuación de la Fluidoestática.

- Hidrostática.

- Fuerzas y momentos sobre cuerpos sumergidos.

- Atmósfera estándar.

- Problemas de hidrostática.

Tema 4: Movimiento de líquidos ideales.

- Ecuaciones de Navier-Stokes para líquidos.

- Estimación de órdenes de magnitud. Números de Reynolds, Froude y Strouhal.

- Ecuación de Euler-Bernouilli.

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- Problemas de aplicación de la ecuación de Euler-Bernouilli.

Tema 5: Ecuación de conservación de la energía. Turbomáquinas.

- Ecuación integral de conservación de la energía. Forma diferencial.

- Problemas de aplicación de la ecuación integral de conservación de la energía.

- Magnitudes de remanso para líquidos.

- Compresores, bombas y turbinas.

Tema 6: Análisis dimensional y semejanza física.

- Análisis dimensional.

- Teorema Pi o de Vaschy-Buckingham.

- Problemas de análisis dimensional.

Tema 7: Movimiento estacionario y unidireccional de líquidos.

- Ecuaciones generales.

- Corriente de Couette.

- Corriente bidimensional de Hagen-Poiseuille.

- Corriente de Hagen-Poiseuille en un conducto de sección circular constante.

- Esfuerzo en la pared.

- Región de entrada.

- Capa límite.

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- Problemas de movimiento de líquidos con fuerzas de viscosidad dominantes.

Tema 8: Movimiento turbulento de líquidos en conductos.

- Movimiento turbulento de fluidos en conductos de sección lentamente variable.

- Movimiento turbulento de líquidos en conductos de sección circular constante cuando las fuerzas

másicas son exclusivamente las gravitatorias.

- Condiciones de contorno a la entrada y a la salida. Pérdidas de carga localizadas.

- Problemas de movimiento turbulento de líquidos.

Tema 9: Movimiento de gases en toberas y carga/descarga de depósitos.

- Definición de tobera. Aplicaciones. Tipos. Velocidad del sonido. Número de Mach.

- Ecuaciones de movimiento de gases ideales en toberas.

- Magnitudes de remanso para gases.

- Toberas convergentes.

- Toberas convergentes divergentes.

- Relaciones de Rankine-Hugoniot. Ondas de choque oblicuas. Abanico de ondas de expansión de

Prandtl-Meyer.

- Carga y descarga de depósitos.

Actividades formativas y horas lectivas

Actividad Créditos Horas

B Clases Teórico/ Prácticas 5,65 56,5

D Clases en Seminarios 0,15 1,5

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E Prácticas de Laboratorio 0,15 1,5

F Prácticas de Taller/Deportivas 0,05 ,5

Metodología de enseñanza-aprendizaje

Clases teóricas

Fundamentalmente se trata de presentar uno a uno los temas que componen el temario. Hay

también algunas clases de problemas. Los contenidos se detallan desde diversos ángulos

ingenieriles (aplicaciones) como fundamentales.

Horas presenciales: clases impartidas en el aula, en las que el profesor, haciendo uso de la pizarra

y/o de medios audiovisuales e interactuando con el alumnado, desarrollará los contenidos teóricos

de la asignatura y resolverá problemas prácticos.

Horas no presenciales: trabajo personal del alumno encaminado a desarrollar, estudiar y asimilar

los contenidos teóricos de la asignatura, y a entrenarse en su aplicación. Además de revisar los

problemas prácticos resueltos en clase, realizará otros ejercicios, problemas y/o trabajos propuestos

por el profesor.

Prácticas de Laboratorio

Horas presenciales: Realización de prácticas experimentales en el laboratorio por equipos de

alumnos y bajo la supervisión del profesor.

Horas no presenciales: Trabajo de los alumnos dedicado a responder a las preguntas del guion de

las prácticas de laboratorio realizadas y a analizar las medidas experimentales hechas durante las

prácticas de laboratorio

Exposiciones y seminarios

Horas presenciales: clases impartidas en el aula, en las que el profesor, haciendo uso de medios

audiovisuales, y de la pizarra desarrollará una introducción a los fenómenos de la turbulentos y de

la capa límite.

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Prácticas de taller:

Visita de los alumnos al túnel de viento del departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de

Fluidos.

Sistemas y criterios de evaluación y calificación

Los conocimientos y las capacidades adquiridos por leos estudiantes durante la asignatura se

evaluarán según los dos sistemas de evaluación:

1. EXAMEN FINAL (CONVOCATORIA OFICIAL)

Un examen final escrito compuesto por dos partes: una primera parte de ejercicios de teoría

expuesta en los tres bloques temáticos del programa (ejercicios de contenido teórico) y otra

segunda parte de resolución de problemas prácticos. El contenido temático de las prácticas de

laboratorio y de las sesiones de vídeos podrá preguntarse en dicho examen, en la parte de teoría.

Los criterios de calificación del examen final así como las condiciones de aprobar por curso la

asignatura están expuestos en le proyecto docente de la asignatura.

2. EXÁMENES PARCIALES (EVALUACIÓN ALTERNATIVA )

Durante el periodo lectivo de la asignatura se realizaran dos exámenes parciales escritos.

El primer examen parcial versará sobre el contenido teórico expuesto el los bloques temáticos I y II

del programa.

El segundo parcial constará de una primera parte teórica sobre el contenido de las prácticas de

laboratorio y de las sesiones de videos y una segunda parte de resolución de problemas prácticos

del bloque III.

Los criterios de calificación de los dos exámenes parciales así como las condiciones de aprobar la

evaluación alternativa (de manera previa al examen final) están expuestos en le proyecto docente

de la asignatura.

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Criterios de calificación del grupo

Tomando en consideración criterios académicos para la adaptación de las titulaciones oficiales de la

US a las exigencias sanitarias causadas por la COVID-19 durante el curso académico 2020-2021,

se describen en este proyecto docente 3 escenarios:

Escenario 0: total presencialidad.

Escenario A: menor actividad académica presencial como consecuencia de medidas sanitarias de

distanciamiento interpersonal que limiten el aforo permitido en las aulas.

Escenario B: suspensión de la actividad presencial y docencia completamente en línea.

ESCENARIO 0:

El escenario 0 permite diseñar un proyecto docente donde se llevan a cabo la totalidad de acciones

formativas.

Para superar la asignatura se ofrecen dos vías alternativas: Evaluación continua (permite aprobar

por curso sin necesidad de concurrir al examen final) o Evaluación tradicional mediante exámenes

en convocatorias oficiales.

La evaluación continua se basa en el control periódico de los conocimientos mediante controles de

prueba y/o trabajos. Para aprobar por curso es necesario que la calificación de cada control y/o

trabajo sea mayor o igual que 5 puntos.

La evaluación en las convocatorias oficiales se realizará mediante un examen de la asignatura

completa. Para aprobar, la calificación del examen deberá ser mayor o igual que 5 puntos.

ESCENARIO A:

El escenario A establece una horquilla de presencialidad que se estima, al menos, en un 50%. En

estas condiciones se emplean las siguientes estrategias didácticas:

Enseñanza directa: Las sesiones presenciales se aprovechan para introducir y presentar los

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contenidos prácticos de la asignatura. Estas presentaciones se complementan con las grabaciones

que los estudiantes tienen a su disposición en Enseñanza Virtual. En los momentos no presenciales

se emplean sesiones de video-clases mediante la herramienta BBCollaborate. A lo largo de estas

presentaciones, el docente centra y desarrolla los contenidos teóricos de la asignatura.

Tutoría y seguimiento: Este seguimiento se realiza tanto en clase como en sesiones de

video-tutorías mediante la herramienta BBCollaborate.

Tanto los controles periódicos como las convocatorias oficiales serán presenciales siempre que sea

posible. Si no es posible, tanto los controles periódicos como las convocatorias oficiales serán a

través de la EV mediante Test, Actividades y/o Trabajos.

Las tutorías serán atendidas de forma online mediante la EV.

ESCENARIO B:

El escenario B establece que la presencialidad no es posible por lo que se han de desarrollar las

enseñanzas en la modalidad 100% en línea. En estas condiciones se emplean las siguientes

estrategias didácticas:

Enseñanza directa: Dado que no serán posibles las sesiones presenciales, las clases se imparten

mediante sesiones de video-clases utilizando la herramienta BBCollaborate. A lo largo de estas

presentaciones, el docente centra y desarrolla los contenidos teóricos y prácticos de la asignatura.

Tutoría y seguimiento: Este seguimiento se realiza mediante sesiones de video-tutorías utilizando la

herramienta BBCollaborate.

Tanto los controles periódicos como las convocatorias oficiales serán a través de la EV mediante

Test, Actividades y/o Trabajos.

Las tutorías serán atendidas de forma online mediante la EV.

Horarios del grupo del proyecto docente

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http://www.etsi.us.es/academica

Calendario de exámenes

http://www.etsi.us.es/academica

Tribunales específicos de evaluación y apelación

Presidente: ALFONSO MIGUEL GAÑAN CALVO

Vocal: JOSE MARIA LOPEZ-HERRERA SANCHEZ

Secretario: ANTONIO FERNANDEZ GARCIA-NAVAS

Suplente 1: JOSE MANUEL GORDILLO ARIAS DE SAAVEDRA

Suplente 2: JAVIER DAVILA MARTIN

Suplente 3: MIGUEL PEREZ SABORID SANCHEZ PASTOR

Bibliografía recomendada

BIBLIOGRAFÍA GENERAL:

Fundamentos y aplicaciones de la Mecánica de Fluidos

Autores: A. Barrero y M. Pérez-Saborid

Edición:

Publicación: McGraw Hill

ISBN:

Ejercicios de clase y problemas de examen resueltos de mecánica de fluidos

Autores: E. de Castro Hernández y J. M Fernández García

Edición:

Publicación: Paraninfo

ISBN:

Introducción a la Mecánica de Fluidos

Autores: J. M. Gordillo, G. Riboux y J. M. Fernández García

Edición:

Publicación: Paraninfo

ISBN:

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Mecánica de fluidos

Autores: A. Crespo-Martínez

Edición:

Publicación: Thomson-Paraninfo

ISBN:

INFORMACIÓN ADICIONAL

1) A. Barrero y M. Pérez-Saborid. Fundamentos y aplicaciones de la Mecánica de Fluidos.

McGraw-Hill.

2) E. de Castro Hernández y J. M Fernández García. Ejercicios de clase y problemas de examen

resueltos de Mecánica de Fluidos. Paraninfo.

3) A. Crespo-Martínez. Mecánica de fluidos. Thomson-Paraninfo.

4) J. M. Gordillo, G. Riboux y J. M. Fernández García. Introducción a la Mecánica de Fluidos.

Paraninfo.

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