Tuberías_y_canales

PROGRAMA SINTTICO

CARRERA: Ingeniera Civil

ASIGNATURA: Tuberas y Canales SEMESTRE: Quinto

OBJETIVO GENERAL: El alumno resolver problemas relativos a conductos a presin y canales que incluyan diferentes condiciones de operacin y presencia de fenmenos hidrulicos y disear canales con base a los diferentes mtodos existentes. CONTENIDO SINTTICO: I Tuberas a presin: generalidades II Flujo permanente en tuberas a presin III Flujo no permanente en tuberas a presin IV Hidrometra en tuberas a presin V Flujo uniforme en canales VI Energa especfica y flujo gradualmente variado VII Flujo rpidamente variado VIII Diseo y aforo de canales METODOLOGA: Formacin de pequeos grupos para la preparacin y exposicin de temas especficos por parte del alumno. Elaboracin de sntesis con gua del profesor. Revisin del material didctico escrito o en disquete y libros del curso, realizacin de lecturas y resmenes, realizacin de problemas extra clase por parte de los alumnos. Resolucin de ejercicios de aplicacin con la participacin del alumno y gua del profesor Organizacin de mesas de trabajo para comentar y discutir las noticias del peridico relativas a la Hidrulica investigadas por los alumnos y reporte de las conclusiones. Verificacin de conocimientos vistos en clase a travs de la realizacin de las prcticas de laboratorio, elaboracin de los reportes de acuerdo a la secuencia establecida breve explicacin del profesor. Elaboracin de trabajos de investigacin por parte de los alumnos, tanto para tuberas a presin como para canales con un resumen escrito, con la explicacin del profesor. Uso de tablas, grficas e incluso nomogramas para la solucin de los problemas, resolucin de cuestionarios, realizacin de un proyecto a un problema especfico que incluya trminos de referencia, estudios sociales, econmicos y tcnicos, presupuesto, planos y memoria de clculo, por parte de los alumnos. EVALUACIN Y ACREDITACIN: La evaluacin ser continua y consistir en tres exmenes parciales escritos y un examen extraordinario al concluir el semestre, para los dos primeros parciales, dicho examen tendr un valor del 80%, el 20 % restante consistir en: entrega de reportes de prcticas de laboratorio, tareas, trabajos de investigacin, exposicin y trabajos en equipo, participacin en clase, problemarios resueltos, asistencia, honradez, honestidad, comportamiento, responsabilidad, actitud y valores; para el tercer parcial el examen escrito tendr el 40% de valor, el 20% corresponder a : entrega de reportes de prcticas de laboratorio, tareas, trabajos de investigacin, participacin en clase, problemarios resueltos, asistencia y actitudes y valores y el 40 % restante se le asignar a la entrega del proyecto correspondiente a la ultima unidad. BIBLIOGRAFA: Bonilla Gris, Robie; Libro Hidrulica de los conductos a superficie libre; IPN. - ESIA., 2003, Mxico, 130 pgs. Daz Daz, ngel; Apuntes de Tuberas; I P N. - E S I A, 1999, Mxico, 87 pgs. Fragoso Sandoval, Lucio. Apuntes de Tuberas; I.P N. - E S I A, 1990, Mxico, 143 pgs.

I N S T I T U T O P O L I T C N I C O N A C I O N A L SECRETARA ACADMICA

DIRECCIN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERA Y CIENCIAS FSICO MATEMTICAS

ESCUELA: Superior de Ingeniera y Arquitectura Unidad Zacatenco CARRERA: Ingeniera Civil OPCIN: COORDINACIN: DEPARTAMENTO:

ASIGNATURA: Tuberas y Canales SEMESTRE: Quinto CLAVE: HIDV3004 CRDITOS: 7.5 VIGENTE: Agosto 2005 TIPO DE ASIGNATURA: Terico-Prctica MODALIDAD: ESCOLARIZADA

TIEMPOS ASIGNADOS

HORAS/SEMANA TEORIA: 3.0 HORAS/SEMANA/PRCTICA: 1.5 HORAS/SEMESTRE/TEORA: 54.0 HORAS/SEMESTRE/PRCTICA: 27.0 HORAS/TOTALES: 81.0

PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: Academia de Hidrulica REVISADO POR: Subdireccin Acadmica APROBADO POR: Consejo Tcnico Consultivo Escolar

Ing. Jos Luis Minaburo Castillo

AUTORIZADO POR: Comisin de Planes y Programas de Estudio del Consejo General Consultivo del IPN



ASIGNATURA: TUBERIAS Y CANALES CLAVE: HIDV3004 HOJA: 2 DE 17

FUNDAMENTACIN DE LA ASIGNATURA En la Repblica Mexicana la distribucin del elemento agua es irregular y est condicionada en el espacio y tiempo, es decir, en el 80% de la superficie de nuestro pas los consumos de tipo agrcola, domstico e industrial, son mayores que los volmenes de precipitacin o escurrimiento, lo cual representa un gran problema. En funcin de la precipitacin y de las caractersticas fsicas superficiales y subterrneas de una zona especfica (cuenca hidrolgica), tendremos un volumen determinado de agua potencialmente aprovechable, esto obliga a que en nuestro pas los Ingenieros Civiles desarrollen importantes obras de infraestructura hidrulica orientadas al aprovechamiento de los recursos hidrulicos. En este contexto, para satisfacer las necesidades de una poblacin es necesaria la construccin de infraestructura hidrulica, cuya repercusin es visible en cualquier sector del desarrollo (primario, secundario, terciario), ejemplo de ello, son obras tales como: obras de toma para presas, lneas de conduccin y redes de distribucin de agua potable, interconexin de tanques para plantas potabilizadoras o de tratamiento de aguas residuales, sistemas de riego por goteo o aspersin, extraccin de agua subterrnea por bombeo para usos mltiples, instalaciones hidrulicas de uso domestico, en el diseo de circuitos e instalaciones industriales, zonas de riego, drenaje agrcola, drenaje urbano, alcantarillado, plantas de tratamiento de aguas negras, granjas pisccolas, caminos, aeropuertos, presas, vas navegables etc. Slo el conocimiento de las caractersticas de las conducciones y del comportamiento del agua en las mismas, permite al Ingeniero Civil disear, construir y operar de manera eficiente las obras requeridas para el correcto aprovechamiento de los recursos hdricos. En este sentido, los conocimientos adquiridos en la materia antecedente (Hidrulica I) permiten al alumno contar con las bases para el anlisis de diferentes conducciones: conocimientos de Matemticas, Metodologa de investigacin, Computacin, Hidrulica general, Topografa, Geologa y Dibujo. El contenido de esta asignatura tiene aplicacin con otras asignaturas tales como: Proyecto de zonas de riego, Obras hidrulicas, Caminos, Hidrulica Fluvial, Sanitarias, etc.

OBJETIVO DE LA ASIGNATURA

El alumno resolver problemas relativos a conductos a presin y canales que incluyan diferentes condiciones de operacin y presencia de fenmenos hidrulicos y disear canales con base a los diferentes mtodos existentes.




No. UNIDAD I NOMBRE: Tuberas a presin: generalidades

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno describir la importancia, las condiciones de diseo y operacin de las tuberas a presin para el aprovechamiento de los recursos naturales mediante obras hidrulicas que corresponden a la disponibilidad de dichos recursos. Interpretar los conceptos fundamentales derivados del flujo y del conducto que influyen en el movimiento del agua en tuberas a presin.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

T P EC

CLAVE BIBLIOGRFICA

1.1 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.2.5 1.2.6 1.2.7 1.2.8

Artculo 27 Constitucional y Ley de Aguas Nacionales Importancia de las conducciones a presin, en la Repblica Mexicana. Descripcin terico-esquemtica de obras de infraestructura. Sistemas de riego para su uso en agricultura. Lneas de conduccin, interconexin, distribucin y desalojo de agua en diferentes obras hidrulicas. Instalaciones hidrulicas y sanitarias domsticas. Obras de toma para presas. Plantas de bombeo. Conducciones para generacin de energa elctrica. Emisores submarinos para vertido de aguas tratadas o para enfriamiento de termoelctricas.

Subtotal

1.0 1.0

1.0 1.0

5C, 12C, 1B, 6B, 16C, 19C, 27C y 28C.

ESTRATEGIA DIDCTICA Realizacin de lectura y exposicin grupal relativa al contenido de la Ley de Aguas Nacionales, elaboracin de resumen y solucin por parte de los alumnos de un cuestionario presentado por el profesor. Proyeccin de un video y/o acetatos, exposicin del tema con base a planos constructivos o croquis, explicacin del funcionamiento de las tuberas a presin en cada una de las obras de infraestructura, identificando su importancia en cada caso, por parte del profesor. Realizacin de resumen del (los) video(s) proyectado(s) alusivos al tema, elegido por el profesor. Formacin de mesas de trabajo para comentar y discutir las noticias de peridico investigadas por el alumno, posteriormente se formar en conjunto una conclusin, elaboracin de reporte que se entregar al profesor. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIN La primera evaluacin parcial abarca las unidades I, II y III. Examen escrito con un valor del 80%. Tareas, trabajo de investigacin, exposicin, participacin en clase, problemario resuelto, asistencia, responsabilidad, comportamiento, honradez, honestidad, actitud y valores; lo anterior tendr un valor del 20 %.




No. UNIDAD I NOMBRE: Tuberas a presin: generalidades (continuacin)

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno describir la importancia, las condiciones de diseo y operacin de las tuberas a presin para el aprovechamiento de los recursos naturales mediante obras hidrulicas que corresponden a la disponibilidad de dichos recursos. Interpretar los conceptos fundamentales derivados del flujo y del conducto que influyen en el movimiento del agua en tuberas a presin.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

T P EC

CLAVE BIBLIOGRFICA

1.2.9 1.2.10 1.3 1.3.1 1.3.2 1.3.3

Extraccin de agua subterrnea por bombeo para usos mltiples. Diseo de circuitos e instalaciones industriales. Tuberas a presin. Caractersticas del conducto. (dimetro, longitud, material, etc.) Caractersticas del fluido. (tipo, propiedades fsicas y qumicas) Caractersticas del flujo (velocidad, gasto, presin) y del conducto.

Subtotal

1.5 1.5

1.5 1.5

1B, 4B, 6B, 20B, 27C, 28C, 2C, 8C y 21C

ESTRATEGIA DIDCTICA Realizacin de lectura y exposicin grupal relativa al contenido de la Ley de Aguas Nacionales, elaboracin de resumen y solucin por parte de los alumnos de un cuestionario presentado por el profesor. Proyeccin de un video y/o acetatos, exposicin del tema con base a planos constructivos o croquis, explicacin del funcionamiento de las tuberas a presin en cada una de las obras de infraestructura, identificando su importancia en cada caso, por parte del profesor. Realizacin de resumen del (los) video(s) proyectado(s) alusivos al tema, elegido por el profesor. Formacin de mesas de trabajo para comentar y discutir las noticias de peridico investigadas por el alumno, posteriormente se formar en conjunto una conclusin, elaboracin de reporte que se entregar al profesor. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIN La primera evaluacin parcial abarca las unidades I, II y III. Examen escrito con un valor del 80%. Tareas, trabajo de investigacin, exposicin, participacin en clase, problemario resuelto, asistencia, responsabilidad, comportamiento, honradez, honestidad, actitud y valores; lo anterior tendr un valor del 20 %.




No. UNIDAD: II NOMBRE: Flujo permanente en tuberas a presin


El alumno resolver problemas relativos a diferentes sistemas de tuberas.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

T P EC

CLAVE BIBLIOGRFICA

2.1 2.1.1 2.1.2 2.2 2.2.1 2.2.2 2.3 2.3.1 2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3

Flujo permanente y ecuacin de la energa para fluido real. Representacin grfica. Problemas de aplicacin. Sistemas de tuberas. Tuberas en serie. Problemas de aplicacin. Tuberas en paralelo. Problemas de aplicacin. Redes de tuberas. Redes abiertas Redes cerradas Problemas de aplicacin.

Subtotal

1.0 3.0 3.0 4.5 11.5

1.5 1.5 1.5 4.5

1.0 3.0 3.0 4.5 11.5

15C, 20B, 22C, 23B y 24B 3C, 4B, 6B, 13C, 15C, 17C, 20B, 22C, 25B y 26C. 3C, 4B, 6B, 13C, 15C, 17C, 20B, 22C, 25B y 26C. 3C, 4B, 6B, 13C, 15C, 17C, 20B, 22C, 25B y 26C.

ESTRATEGIA DIDCTICA Exposicin e identificacin de los sistemas de tuberas existentes por parte de los alumnos, descripcin de los objetivos de su anlisis y de los mtodos para la solucin de problemas por parte del profesor. Resolucin en clase de ejercicios de aplicacin con la participacin del alumno y gua del profesor; utilizacin de pizarrn blanco, marcadores en todos los casos. Realizacin de problemas extra clase por parte de los alumnos. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIN La primera evaluacin parcial abarca las unidades I, II y III. Examen escrito con un valor del 80%. Reporte de prcticas de laboratorio, tareas, trabajo de investigacin, exposicin, participacin en clase, problemario resuelto, asistencia, responsabilidad, comportamiento, honradez, honestidad, actitud y valores; lo anterior tendr un valor del 20 %.



ASIGNATURA: TUBERIAS Y CANALES CLAVE HIDV3004 HOJA: 6 DE 17

No. UNIDAD: III NOMBRE: Flujo no permanente en tuberas a presin


El alumno resolver problemas que origina el flujo no permanente en las tuberas a presin, como es el golpe de ariete, aplicando dispositivos de alivio para este fenmeno.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

T P EC

CLAVE BIBLIOGRFICA

3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.4 3.5

Conceptos generales. Flujo no permanente Flujo compresible e incompresible Golpe de ariete. Causas y descripcin del golpe de ariete. Descripcin terica grfica del golpe de ariete. Celeridad de onda de presin. Ecuaciones fundamentales del golpe de ariete. Dispositivos de alivio para el golpe de ariete. Vlvulas, depsitos de aire comprimidos, cmaras de oscilacin. Criterios de de seleccin y localizacin. Condiciones ptimas para su buen funcionamiento. Problemas de aplicacin del golpe de ariete. Prctica No. 1 Golpe de ariete. En dos instalaciones: La torre de oscilacin y El serpentn.

Subtotal

2.0 4.0 2.5 8.5

0.5 1.5 1.5 3.5

1.0 3.5 1.0 6.0 11.5

4B, 6B, 11B, 13C, 15C, 19C, 23B y 22C. 4B, 6B, 11B, 13C y 23B. 4B, 6B, 11B, 13C y 23B. 4B, 6B, 9C, 11B, 13C y 23B.

ESTRATEGIA DIDCTICA Investigacin documental, exposicin y elaboracin de reporte por parte de los alumnos sobre los dispositivos de alivio para el control de los efectos del golpe de ariete. Resolucin en clase de ejercicios de aplicacin con la participacin del alumno y gua del profesor. Realizacin de problemas extra clase, prcticas correspondientes a esta unidad en el laboratorio de Ingeniera Hidrulica. Utilizacin de cmara fotogrfica o de video, tradicional o digital, para mejorar la presentacin de su reporte con las imgenes y experiencias de las mediciones de las variables de los experimentos realizados. Descripcin por parte del profesor de los sistemas hidrulicos en los que se presenta el fenmeno de golpe de ariete, apoyndose en apuntes, bibliografa, pizarrn blanco y marcadores; explicacin de los mtodos existentes para su clculo. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIN La primera evaluacin parcial abarca las unidades I, II y III. Examen escrito con un valor del 80%. Reporte de prcticas de laboratorio, tareas, trabajo de investigacin, exposicin, participacin en clase, problemario resuelto, asistencia, responsabilidad, comportamiento, honradez, honestidad, actitud y valores; lo anterior tendr un valor del 20 %.



ASIGNATURA: TUBERAS Y CANALES CLAVE: HIDV3004 HOJA: 7 DE 17

No. UNIDAD: IV NOMBRE: Hidrometra en tuberas a presin


El alumno aplicar los diversos dispositivos y mtodos de medicin en tuberas, tanto en campo como en laboratorio y comprobar la importancia de las ecuaciones de hidrometra.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

T P EC

CLAVE BIBLIOGRFICA

4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.2.1 4.2.2.2 4.3 4.4

Conceptos de: hidrometra (en laboratorio y en campo), aforo, fugas, filtraciones, desperdicios, balance hidrulico, finalidad del aforo. Medicin de parmetros hidrulicos Medicin de presiones Medicin de gastos Puntual (aforos) Permanente Tipos de medidores: tubo pitot, venturmetros, orificios, diafragmas, toberas, vertedores, vlvulas, codos, aforadores proporcionales, electromagnticos, ultrasnicos. Problemas relativos a la unidad. Prctica No. 2 aforo en tuberas a presin. Entrenador hidrodinmico, tuberas.

Subtotal

1.5 4.0 5.5

2.0 1.5 3.5

1.0 4.5 5.5

18C 3C, 4B ,6B, 13C, 24B y 26C 9C, 20B y 22C

ESTRATEGIA DIDCTICA Investigacin documental por parte del alumno de los mtodos y equipos principales para medicin de presiones y gastos en tuberas. Revisin del trabajo de investigacin y explicacin complementaria por parte del profesor. Resolucin en clase de ejercicios de aplicacin con la participacin del alumno y gua del profesor. Realizacin de problemas extra clase por parte de los alumnos. Realizacin por parte del alumno de la prctica correspondiente a esta unidad en el laboratorio de Ingeniera Hidrulica de acuerdo a la secuencia establecida para este fin, explicacin por parte del profesor. Utilizacin de cmara fotogrfica o de video, tradicional o digital, para mejorar la presentacin de su reporte con las imgenes y experiencias de las mediciones de las variables de los experimentos realizados. Organizacin de mesas de trabajo para comentar y discutir las noticias de peridico investigadas por los alumnos, elaboracin de reporte con las conclusiones correspondientes. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIN La segunda evaluacin abarca las unidades IV, V y VI. Examen escrito con un valor del 80%, reporte de prctica de laboratorio, tareas, trabajo de investigacin, exposicin y trabajo en quipo, participacin en clase, entrega de problemario y cuestionarios resueltos, asistencia, responsabilidad, comportamiento, honradez, honestidad, actitud y valores, lo anterior con un valor del 20%.




No. UNIDAD: V NOMBRE: Flujo uniforme en canales


El alumno resolver problemas relativos a canales (conducciones por gravedad) los cuales incluirn sus elementos hidrulicos y geomtricos, rgimen uniforme, as como su funcionamiento dentro de obras hidrulicas.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

T P EC

CLAVE BIBLIOGRFICA

5.1 5.2 5.3 5.4

Importancia y utilizacin de canales en obras de infraestructura hidrulica. Definiciones y denotacin de las caractersticas geomtricas de un canal, rea hidrulica, bordo libre, permetro mojado, rugosidad, radio hidrulico, ancho, talud de las paredes, tirante, pendiente longitudinal. Ecuaciones para clculo de rea hidrulica, permetro mojado y radio hidrulico en canales rectangulares, trapeciales y circulares. Aplicacin de las ecuaciones fundamentales para flujo permanente en canales, utilizando diversos teoremas.Identificacin del Teorema de Bernoulli en canales: lnea de energa, gradiente hidrulico, grfica, etc. Valores por especificaciones de: velocidad, gasto, presin, pendiente hidrulica y rugosidad en canales.

Subtotal

0.5 1.0 1.0 2.5

1.5 1.5 3.0

1B, 2C, 8C y 21C 1B, 2C, 8C y 21C. 1B, 2C, 8C, 21C, 25B y 26C. 1B, 7C, 10C, 23B y 21C 1B, 2C, 8C y 21C. 1B, 8C, 21C y 24B.

ESTRATEGIA DIDCTICA Investigacin documental y exposicin por parte del alumno sobre la deduccin de las ecuaciones del canal rectangular, el trapecial y del canal circular, realizacin de resumen escrito que ser entregado al profesor, el cual aclarar dudas. Clasificacin de las ecuaciones que en cada caso son aplicadas, por parte de los alumnos. Elaboracin de sntesis escrita por parte del alumno del tema expuesto por el profesor Explicacin por parte del profesor referente a la aplicacin de las tres ecuaciones fundamentales de hidrulica en canales. Realizacin de grficas, dibujos o esquemas que evidencien la utilizacin de cada ecuacin en los problemas de canales. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIN La segunda evaluacin abarca las unidades IV, V y VI. Examen escrito con un valor del 80%, reporte de prctica de laboratorio, tareas, trabajo de investigacin, exposicin, trabajo en quipo, participacin en clase, entrega de problemario y cuestionarios resueltos, asistencia, responsabilidad, comportamiento, honradez, honestidad, actitud y valores; lo anterior con un valor del 20%.




No. UNIDAD: V NOMBRE: Flujo uniforme en canales (continuacin)

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno resolver problemas relativos a canales (conducciones por gravedad) los cuales incluirn sus elementos hidrulicos y geomtricos, rgimen uniforme, as como su funcionamiento dentro de obras hidrulicas.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

T P EC

CLAVE BIBLIOGRFICA

5.5 5.6 5.7 5.8 5.9

Definicin de rgimen uniforme. Equilibrio dinmico de las fuerzas que actan sobre el lquido. Deduccin de la frmula de Chzy. Obtencin de la frmula de Manning. Definicin del coeficiente de rugosidad n, valores que adopta para diferentes materiales. Ejemplos de aplicacin: clculo del gasto, de la velocidad y de la pendiente para secciones de formas triangular, rectangular, trapecial y circular. Clculo del tirante. Uso de grficas, mtodo de iteracin de punto fijo, obtencin de los estimadores correspondientes a las diferentes forma de seccin. Ejemplos de aplicacin. Criterio de mxima eficiencia hidrulica. Definicin, limitaciones de aplicacin. Ejemplos de aplicacin para secciones de formas rectangular y trapecial. Prctica No. 3 Flujo permanente y uniforme en canales. Canal de Rehbock.

Subtotal

1.5 3.0 2.0 6.5

2.5 2.5 1.5 6.5

1.5 3.0 3.0 3.0 10.5

1B, 2C, 8C, 20C y 14C 1B, 2C, 7C, 8C, 19C, 20C y 14C. 1B, 2C, 8C, 10C, 20C y 14C 1B, 2C, 8C, 10C, 20C y 14C

ESTRATEGIA DIDCTICA Investigacin documental y exposicin por parte del alumno sobre la deduccin de las ecuaciones del canal rectangular, el trapecial y del canal circular, realizacin de resumen escrito que ser entregado al profesor, el cual aclarar dudas. Clasificacin de las ecuaciones que en cada caso son aplicadas, por parte de los alumnos. Elaboracin de sntesis escrita por parte del alumno del tema expuesto por el profesor Explicacin por parte del profesor referente a la aplicacin de las tres ecuaciones fundamentales de hidrulica en canales. Realizacin de grficas, dibujos o esquemas que evidencien la utilizacin de cada ecuacin en los problemas de canales. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIN La segunda evaluacin abarca las unidades IV, V y VI. Examen escrito con un valor del 80%, reporte de prctica de laboratorio, tareas, trabajo de investigacin, trabajo en quipo, participacin en clase, entrega de problemario y cuestionarios resueltos, asistencia, responsabilidad, comportamiento, honradez, honestidad, actitud y valores; lo anterior con un valor del 20%.



ASIGNATURA: TUBERIAS Y CANALES CLAVE HIDV3004 HOJA: 10 DE 17

No. UNIDAD: VI NOMBRE: Energa especfica y flujo gradualmente variado


El alumno identificar los conceptos de energa especfica, rgimen crtico y flujo gradualmente variado, as como su importancia al presentarse en sistemas hidrulicos, sus interpretaciones fsicas y expresiones grficas. As mismo aplicar los diferentes mtodos de clculo para este tipo de flujo.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

T P EC

CLAVE BIBLIOGRFICA

6.1 6.2 6.3 6.4

Energa especfica. Concepto. Interpretacin fsica. Expresin grfica. Ventajas y desventajas del tipo de rgimen para un mismo gasto en un canal. Rgimen crtico. Definicin. Interpretacin fsica. Ecuacin general. Expresin grfica. Tirante crtico. Ejemplos numricos de: flujo crtico, flujo subcrtico y supercrtico. Prctica No. 4 Energa especfica en canales. Canal de pendiente variable.

Subtotal

1.0 1.5 2.5

1.0 1.5 2.5

0.5 1.0 1.5 3.0

1B, 2C, 8C, 20C y 14C 1B, 2C, 8C, 10C y 20C. 1B, 2C, 7C, 8C y 20C. 1B, 2C, 8C, 20C, 23B y 24B.

ESTRATEGIA DIDCTICA Realizacin de trabajos de investigacin documental por parte del alumno. Explicacin por parte del profesor sobre las interpretaciones fsicas y las ecuaciones. Elaboracin de un cuestionario de esta unidad desarrollado por el alumno. Solucin de problemas de aplicacin con la participacin del profesor y alumnos. Realizacin de problemas extra clase por parte del alumno. Realizacin por parte del alumno de las prcticas correspondientes a sta unidad en el Laboratorio de Ingeniera Hidrulica de acuerdo a la secuencia establecida para este fin, explicacin por parte del profesor. Utilizacin de cmara fotogrfica o de video, tradicional o digital, para mejorar la presentacin de su reporte con las imgenes y experiencias de las mediciones de las variables de los experimentos realizados. Elaboracin de cuadros sinpticos que presenten, expliquen e integren los distintos tipos de perfiles que adopta la superficie libre del agua, as como las causas que lo generan. Explicacin de la deduccin de la ecuacin de flujo lentamente variado por parte del profesor, quien posteriormente entregar copias del tema al alumno. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIN La segunda evaluacin abarca las unidades IV, V y VI. Examen escrito con un valor del 80%, reporte de prctica de laboratorio, tareas, trabajo de investigacin, exposicin, trabajo en quipo, participacin en clase, entrega de problemario y cuestionarios resueltos, asistencia, responsabilidad, comportamiento, honradez, honestidad, actitud y valores; lo anterior con un valor del 20%.




No. UNIDAD: VI NOMBRE: Energa especfica y flujo gradualmente variado (continuacin)


El alumno identificar los conceptos de energa especfica, rgimen crtico y flujo gradualmente variado, as como su importancia al presentarse en sistemas hidrulicos, sus interpretaciones fsicas y expresiones grficas. As mismo emplear los diferentes mtodos de clculo para este tipo de flujo.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

T P EC

CLAVE BIBLIOGRFICA

6.5 6.6 6.7 6.8 6.9

Anlisis de los perfiles de la superficie libre del agua relacionada a la pendiente del conducto. Pendiente suave, Pendiente crtica, Pendiente fuerte, Pendiente nula y Pendiente adversa Mtodos de clculo de las curvas de remanso. Explicacin de los mtodos para resolver la ecuacin de flujo gradualmente variado. Integracin directa Integracin grfica Paso a paso. Solucin de problemas relativos a la unidad. Prctica No. 5 Flujo gradualmente variado. Canal de Rehbock.

Subtotal

1.5 1.0 3.0 5.5

1.5 1.5 3.0

1.0 1.0 3.0 1.5 6.5

1B, 2C, 8C y 20C. 1B, 8C, 9C, 10C, 21C y 23B. 1B, 7C, 8C, 9C, 21C y 23B. 1B, 8C, 9C, 21C y 23B.

ESTRATEGIA DIDCTICA Realizacin de trabajos de investigacin documental por parte del alumno sobre las definiciones de energa especfica y rgimen crtico. Explicacin por parte del profesor sobre las interpretaciones fsicas y las ecuaciones, para lo cual se apoyar en el pizarrn, marcador y borrador. Elaboracin de cuestionario de esta unidad desarrollado por el alumno, quien dar solucin a sus cuestiones guiados por el profesor. Solucin de problemas de aplicacin con la participacin del profesor y alumnos. Realizacin de problemas extra clase por parte del alumno. Realizacin por parte del alumno de las prcticas correspondientes a sta unidad en el laboratorio de Ingeniera Hidrulica de acuerdo a la secuencia establecida para este fin, explicacin por parte del profesor. Utilizacin de cmara fotogrfica o de video, tradicional o digital, para mejorar la presentacin de su reporte con las imgenes y experiencias de las mediciones de las variables de los experimentos realizados. Elaboracin de cuadros sinpticos que presenten, expliquen e integren los distintos tipos de perfiles que adopta la superficie libre del agua, as como las causas que lo generan. Explicacin de la deduccin de la ecuacin de flujo lentamente variado por parte del profesor, para lo cual se apoyar en el pizarrn, marcador y borrador; posteriormente entregar copias del tema al alumno. Todo con gua y asesora del profesor. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIN La segunda evaluacin abarca las unidades IV, V y VI. Examen escrito con un valor del 80%, reporte de prctica de laboratorio, tareas, trabajo de investigacin, trabajo en quipo, participacin en clase, entrega de problemario y cuestionarios resueltos, asistencia, responsabilidad, comportamiento, honradez, honestidad, actitud y valores; lo anterior con un valor del 20%.




No UNIDAD: VII NOMBRE: Flujo rpidamente variado

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno identificar las caractersticas del salto hidrulico, su ecuacin, parmetros geomtricos de un canal en donde se presente dicho fenmeno y resolver problemas relacionados a esta unidad.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

T P EC

CLAVE BIBLIOGRFICA

7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7

El salto hidrulico. Concepto, descripcin de los problemas causados por su existencia. Diferentes tipos de salto de acuerdo con el nmero de Froude, claro, barrido, ahogado, ondulado, fuerte, etc. Propsitos de la generacin y utilizacin del salto hidrulico. Condiciones para forzar la generacin del salto hidrulico. El salto hidrulico a partir de:

Rpidas Apertura de compuertas Cadas hidrulicas

Deduccin de la formula que define el salto hidrulico y ecuaciones para tirantes conjugados, en secciones transversales rectangulares y trapeciales. Clculo de la longitud del salto hidrulico y problemas relativos a esta unidad. Practica No. 6 Salto hidrulico en canales. Canal de pendiente variable.

Subtotal

0.5 1.0 0.5 0.5 2.0 4.5

0.5 1.5 2.0

1.5 1.5 1.5 4.5

1B, 2C, 8C y 20C. 1B, 8C, 9C, 21C y 23B. 1B, 7C, 8C, 9C, 21C y 23B

ESTRATEGIA DIDCTICA Definicin del salto hidrulico por parte del alumno con gua y asesora del profesor. Identificacin de las caractersticas del salto hidrulico por parte de los alumnos, previa explicacin del profesor. Realizacin de las prcticas correspondientes en el Laboratorio de Ingeniera Hidrulica, con la utilizacin de cmara fotogrfica o de video para la presentacin de su reporte. Realizacin de problemas en clase y extra-clase por parte del alumno. Resolucin del cuestionario. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIN La tercera evaluacin abarca las unidades VII y VIII. Examen escrito con un valor del 40%, realizacin del proyecto y su entrega tendr un valor del 40%. Tareas, participacin en clase, asistencia, entrega de reportes de prcticas, cuestionario y problemario, comportamiento, honradez, honestidad, responsabilidad, actitud y valores; lo anterior con un valor del 20%.




No. UNIDAD: VIII NOMBRE: Diseo y aforo de canales.


El alumno disear canales de tierra y revestidos y describir los diversos dispositivos, mtodos, enfoques y criterios, para aforar tanto en laboratorio como en campo los parmetros hidrulicos ms importantes en canales.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

T P EC

CLAVE BIBLIOGRFICA

8.1

8.2 8.3

Diseo de canales de tierra Mtodo de velocidad mxima permisible Mtodo de la fuerza tractiva Diseo de canales revestidos Seccin recomendable Importancia de las secciones de mxima eficiencia. Funcionamiento y eficiencia hidrulica Mnimos volmenes de excavacin y superficie de revestimiento Recomendaciones para su construccin. Determinacin del bordo libre * Porcentaje del gasto * Porcentaje del tirante * Por viento Solucin del problema relativo a la unidad. Aforo en canales. Molinetes. Flotadores. Limngrafos. Qumicos. Prctica No. 7 Mtodos de aforo en canales. Canal de Rehbock y de pendiente variable.

Subtotal

3.0 1.5 4.5

1.5 1.5

4.5

1B, 7C, 8C, 10C, 12C, 21C, 23B y 25B. 1B, 7C, 8C, 10C y 12C

ESTRATEGIA DIDCTICA Solucin a un problema especfico, que incluya trminos de referencia, estudios sociales, econmicos y tcnicos, presupuesto, planos y memoria de clculo. Elaboracin de trabajo de investigacin documental por parte de los alumnos, sobre dispositivos para aforo en canales. Realizacin de resumen escrito, exposicin del mismo frente a grupo. Resolucin de dudas por parte del profesor que se presenten en la clase. Realizacin por parte del alumno de la prctica correspondiente a sta unidad en el Laboratorio de Ingeniera Hidrulica de acuerdo a la secuencia establecida para este fin, explicacin por parte del profesor. Utilizacin de cmara fotogrfica o de video, tradicional o digital, para mejorar la presentacin de su reporte con las imgenes y experiencias de las mediciones de las variables de los experimentos realizados. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIN La tercera evaluacin abarca las unidades VII y VIII. Examen escrito con un valor del 40%, realizacin del proyecto y su entrega tendr un valor del 40%. Tareas, participacin en clase, asistencia, entrega de reportes de prcticas, cuestionario y problemario, comportamiento, honradez, honestidad, responsabilidad, actitud y valores; lo anterior con un valor del 20%.




RELACIN DE PRCTICAS

PRACT.

No.

NOMBRE DE LA PRCTICA

UNIDAD

DURACIN

LUGAR DE REALIZACIN

1 2 3 4 5 6 7 8 9

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11

12

13

Solucin de problemas: Tuberas en serie Tuberas en paralelo Redes cerradas y abiertas. Golpe de ariete. Solucin de problemas relativos al golpe de ariete. Aforo en tuberas. Solucin de problemas. Flujo permanente y uniforme en canales. Solucin de problemas. Energa especfica en canales. Flujo gradualmente variado. Soluciones relativos a los temas: Energa especfica, flujo crtico, subcrtico y supercrtico Salto hidrulico en canales. Problemas relativos Mtodos de aforo en canales.

II

III

III

IV

IV

V

V

VI

VI

VI

VII

VII

VIII

Total

4.5

1.5

2.0

1.5

2.0

1.5

5.0

1.5

1.5

2.5

1.5

0.5

1.5

27.0

Las prcticas 2, 4, 6, 8, 9, 11 y 13 se realizarn en el Laboratorio de Hidrulica. Las prcticas 1, 3, 5, 7, 10 y 12 se realizarn en el aula.




PERODO UNIDAD PROCEDIMIENTO DE EVALUACIN 1er parcial 2do. parcial. 3er. parcial

I, II y III

IV ,V y VI

VII y VIII

Examen escrito con un valor del 80%. Reporte de prcticas de laboratorio, tareas, trabajo de investigacin, exposicin, participacin en clase, problemario resuelto, asistencia, responsabilidad, comportamiento, honradez, honestidad, actitud y valores; lo anterior tendr un valor del 20 %. Examen escrito con un valor del 80%. Reporte de prctica de laboratorio, tareas, trabajo de investigacin, exposicin trabajo en quipo, participacin en clase, entrega de problemario y cuestionarios resueltos, asistencia, responsabilidad, comportamiento, honradez, honestidad, actitud y valores; lo anterior con un valor del 20%. Examen escrito con un valor del 40%. Realizacin del proyecto y su entrega tendr un valor del 40%. Tareas, participacin en clase, asistencia, entrega de reportes de prcticas, cuestionario y problemario, comportamiento, honradez, honestidad, responsabilidad, actitud y valores; lo anterior con un valor del 20%.

CLAVE B C BIBLIOGRAFA 1

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Giles, Ronald V. Mecnica de fluidos e hidrulica. Editorial Mc. Graw Hill, Espaa, 1994, 273 pgs. Henderson, T. M. Open Channels Flow. Editorial Mc Milln series incivil Enginnerig, Nueva York, 1969, 522 pgs. Mancebo del Castillo, Uriel. Teora del golpe de ariete y sus aplicaciones en Ing. Hidrulica. Editorial Limusa, Mxico, 1987, 247 pgs. Linsley, Ray K. y Franzini, Joseph B. Ingeniera de los Recursos Hidrulicos. Editorial CECSA, Mxico, 1984, 787 pgs. Mataix, Claudio. Mecnica de fluidos y maquina hidrulicas. Editorial HARLA, Mxico, 1982, 660 pgs. Naudasher, Eduard. Hidrulica de canales (Diseo de estructuras). Editorial Noriega Limusa, Mxico, 2002, 381 pgs. Nekrasov, B. Hidrulica. Editorial Mir, Mosc, 1968, 275 pgs. Rabinovich, E. Z. Hidrulica. Editorial Mir, Mosc, 1968, 265 pgs. Saldarriaga V. Juan G. Hidrulica de tuberas. Editorial Mc. Graw Hill, Colombia, 1998, 562 pgs. Secretaria de Agricultura y Recursos Hidrulicos. Instructivo de aforo de corrientes. Mxico, 1964, 342 pgs. Silvestre, Paschoal. Fundamentos de Hidrulica General. Editorial Limusa, Mxico, 1983, 381 pgs. Sotelo vila, Gilberto. Hidrulica General. Editorial Limusa. Mxico, 1999, 620 pgs. Sotelo vila, Gilberto. Hidrulica 2da. Parte, Flujo en Canales. Facultad de Ingeniera, UNAM, Mxico, 1993, 559 pgs. Streeter, Vctor Mecnica de fluidos e hidrulica. Editorial Mc. Graw Hill, Mxico, 1990, 747 pgs. Trejo Prez, Octavio. Apuntes de Hidrulica. Mxico, E. S. I. A, Mxico, 1980, 329 pgs. Trueba Coronel, Samuel. Hidrulica. Compaa Editorial Continental Sociedad Annima de Capital Variable, Mxico, 1955, 446 pgs.



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Vennard, John K. Elementos de mecnica de fluidos. Editorial CECSA, Mxico, 1979, 851 pgs. Wisler, Chester O, King Horace W., Woodburn, James G. Hidrulica. Editorial Trillas, Mxico, 1980, 354 pgs. Constitucin Poltica de los Estados Unidos Mexicanos. Editorial Alfaro, Mxico, 2004, 175 pgs. Ley de Aguas Nacionales y su reglamento 2004, CNA, Mxico, 199 pgs.



PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA

1. DATOS GENERALES

ESCUELA: Superior de Ingeniera y Arquitectura, Unidad Zacatenco.

CARRERA: Ingeniera Civil SEMESTRE Quinto

REA: BSICAS C. INGENIERA D. INGENIERA C. SOC. y HUM.

ACADEMIA: Hidrulica ASIGNATURA: Tuberas y Canales

ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADMICO REQUERIDO: Ingeniero Civil, con estudios de maestra o equivalente a tres aos de experiencia en el rea.

2. - OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA:

El alumno resolver problemas relativos a conductos a presin y canales que incluyan diferentes condiciones de operacin y presencia de fenmenos hidrulicos y disear canales con base a los diferentes mtodos existentes.

3. - PERFIL DOCENTE:

CONOCIMIENTOS

EXPERIENCIA PROFESIONAL

HABILIDADES

ACTITUDES

Dominio de: conocimientos, conceptos, teoras de hidrulica general y en particular, de conducciones en tuberas a presin y canales.

Examen de oposicin en la materia. Tener estudios de maestra. Experiencia mnima de dos aos en el rea de estudio. Experiencia mnima de dos aos en la docencia. Participante en proyectos de investigacin en el rea correspondiente. Experiencia en hidrometra prctica.

Facilidad de comunicacin Anlisis y sntesis de los conocimientos. Creatividad. Ingenio. Manejo de grupos. Realizacin y usos de materiales didcticos. Motivador hacia el estudio, el razonamiento y la investigacin. Generar ambiente favorable al trabajo educativo. Solucionar problemas.

Consistencia, responsabilidad y compromiso en el trabajo. Superacin docente y profesional. Lmites en la convivencia laboral. Tolerancia en la relacin maestro alumno. Respeto as mismo. tica Criterio Ejercicio crtico racional De gusto y satisfaccin por el trabajo docente Compromiso social

ELABOR REVIS AUTORIZ

Ing. Lucio Rosales Ramrez (TM) Ing. Gabriel Delgado Pereyra (TV) M. en C. Demetrio Galndez Lpez Ing. Jos Luis Minaburo Castillo

PRESIDENTE DE ACADEMIA SUBDIRECTOR ACADMICO DIRECTOR DEL PLANTEL

FECHA: Agosto 2005



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