UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE … · turbinas Pelton y Francis con el sistema...
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UANL - FIME Laboratorio de Turbomaquinaria (Optativa I FP) 1 IT-7-ACM-04-R03 Revisión: 1 VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA PROGRAMA ANALÍTICO FIME Nombre de la unidad de aprendizaje: Laboratorio de Turbomaquinaria (Optativa I FP) Frecuencia semanal: 1 hrs. Horas presenciales: 14 hrs. Horas de trabajo extra-aula: 6 hrs. Modalidad: Presencial Período académico: Semestral Unidad de aprendizaje: ( ) obligatoria ( X ) optativa Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura ( ) Formación básica profesional ( X ) Formación profesional ( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección Créditos UANL: 3 incluyendo la clase Fecha de elaboración: 15 / 03 / 2013 Fecha de la última actualización: 25 / 11 / 2013 Responsables del diseño: M.A. Adrián Mendoza Ayala Presentación: Esta unidad de aprendizaje se divide en 5 etapas, en la primera etapa trata del funcionamiento de las bombas centrífugas, en la segunda etapa se ve el funcionamiento de bomba de pozo profundo, en la tercera etapa tratamos la segunda ley de Newton, en la cuarta etapa se trata el estudio de las turbinas Pelton y Francis y en la quinta etapa se ven los sistemas de distribución de aire.
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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
PROGRAMA ANALÍTICO FIME
Nombre de la unidad de aprendizaje: Laboratorio de Turbomaquinaria (Optativa I FP) Frecuencia semanal: 1 hrs. Horas presenciales: 14 hrs. Horas de trabajo extra-aula: 6 hrs. Modalidad: Presencial Período académico: Semestral Unidad de aprendizaje: ( ) obligatoria ( X ) optativa Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura ( ) Formación básica profesional ( X ) Formación profesional ( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección Créditos UANL: 3 incluyendo la clase Fecha de elaboración: 15 / 03 / 2013 Fecha de la última actualización: 25 / 11 / 2013 Responsables del diseño: M.A. Adrián Mendoza Ayala
Presentación:
Esta unidad de aprendizaje se divide en 5 etapas, en la primera etapa trata del funcionamiento de las bombas centrífugas, en la segunda etapa
se ve el funcionamiento de bomba de pozo profundo, en la tercera etapa tratamos la segunda ley de Newton, en la cuarta etapa se trata el
estudio de las turbinas Pelton y Francis y en la quinta etapa se ven los sistemas de distribución de aire.
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Propósito:
Esta unidad de aprendizaje tiene como finalidad permitir a los estudiantes de ingeniería adquirir los conocimientos para analizar el
funcionamiento de los equipos hidráulicos, seleccionar los de mayor satisfacción así como dar solución a los problemas de funcionamiento, con
base en análisis y comprobaciones de ecuaciones fundamentales observando el funcionamiento de los diferentes equipos.
Competencias del perfil de egreso:
a. Competencias de la Formación General Universitaria a las que contribuye esta unidad de aprendizaje: Esta unidad de aprendizaje contribuye al desarrollo de las siguientes competencias generales:
Competencias instrumentales:
• Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal de acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y expresar ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque ecuménico.
• Elabora propuestas académicas y profesionales inter, multi y transdisciplinarias de acuerdo a las mejores prácticas mundiales para fomentar y consolidar el trabajo colaborativo.
Competencias personales y de interacción social
• Interviene frente a los retos de la sociedad contemporánea en lo local y global con actitud crítica y compromiso humano, académico y profesional para contribuir a consolidar el bienestar general y el desarrollo sustentable.
Competencias integradoras
• Resuelve conflictos personales y sociales conforme a técnicas específicas en el ámbito académico y de su profesión para la adecuada toma de decisiones.
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b. Competencias específicas del perfil de egreso a las que contribuye la unidad de aprendizaje:
Analizar los sistemas de bombeo hidráulico mediante la realización de pruebas de operación y funcionamiento para detectar fallas y mejorar el
rendimiento en los equipos de bombeo hidráulico.
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Representación gráfica
Competencias de la Unidad de Aprendizaje
Instrumentales
Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal de
acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y expresar ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un
enfoque ecuménico
Analizar los sistemas de bombeo hidráulico mediante la
realización de pruebas de operación
Analizar el método de placa como el funcionamiento y componentes hidráulicos con
el uso del sistema de bombeo hidráulico para medir el gasto del sistema
Elabora propuestas académicas y profesionales inter, multi y transdisciplinarias de acuerdo a las mejores prácticas mundiales
para fomentar y consolidar el trabajo colaborativo
Analizar los sistemas de bombeo hidráulico mediante la
realización de pruebas de funcionamiento para detectar
fallas
Analizar el funcionamiento de la bomba de pozo profundo en base a las pruebas de operación o
funcionamiento de la bomba para encontrar fallas y problemas de operación de la bomba de pozo profundo
Personales y de Interacción
Social
Interviene frente a los retos de la sociedad contemporánea en lo local y global con actitud crítica y compromiso humano,
académico y profesional para contribuir a consolidar el bienestar general y el desarrollo
sustentable
Analizar los sistemas de bombeo hidráulico y mejorar el
rendimiento en los equipos de bombeo hidráulico
Analizar la segunda ley de newton con el sistema de bombeo hidráulico para encontrar la fuerza ejercida por el flujo de agua sobre una superficie en reposo
Integradoras
Resuelve conflictos personales y sociales conforme a técnicas específicas en el ámbito
académico y de su profesión para la adecuada toma de decisiones
Analizar los sistemas de bombeo hidráulico para detectar fallas y mejorar el rendimiento en los equipos de bombeo hidráulico
Analizar la operación de las turbinas Pelton y Francis con el sistema hidráulico a través de su
funcionamiento para observar su comportamiento de operación
Identificar el comportamiento del aire realizando las mediciones necesarias en el ducto para calcular la velocidad y cantidad de flujo que
mueve el aparato
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Unidad temática 1: Medición de flujo a través de una tubería. Competencias particulares: Analizar el método de placa como el funcionamiento y componentes hidráulicos con el uso del sistema de bombeo hidráulico para medir el
gasto del sistema.
Elementos de
Competencia
Evidencias de
aprendizaje Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Analizar la medición
de flujo a través de la
tubería por medio del
método de placa para
conocer el gasto del
sistema.
Analizar el
comportamiento de
un equipo de bombeo
mediante las gráficas
de operación para
optimizar el
funcionamiento del
equipo y evitar la
cavitación
Reporte de
medición de flujo a
través de una
tubería
Reporte de la
prueba de
construcción de la
curva de operación
del equipo de
bombeo.
Reporte de la
relación del NPSH y
cavitación
Reporte de medición de flujo a través de
una tubería:
� Portada. � Introducción. � Marco Teórico. � Objetivo. � Contenido. � Orden y limpieza. � Metodología de Solución. � Elaboración de cálculos correctos. � Conclusión. Reporte de la prueba de construcción de la
curva de operación del equipo de bombeo:
� Portada. � Introducción. � Marco Teórico. � Objetivo. � Contenido. � Orden y limpieza. � Metodología de Solución. � Elaboración de cálculos correctos. � Conclusión
Reporte de la relación del NPSH y
cavitación:
� Portada. � Introducción. � Marco Teórico. � Objetivo. � Contenido. � Orden y limpieza. � Metodología de Solución. � Elaboración de cálculos correctos.
� Conclusión
Realizar las mediciones
necesarias en una máquina
de bombeo para conocer el
flujo a través de la tubería de
lo cual debe entregar un
reporte
Realizar las mediciones
necesarias en una máquina
de bombeo para calcular el
gasto de lo que deberá
entregar un reporte.
Realizar un reporte del
cuestionario de la relación
del NPSH y cavitación
Hidráulica.
Descripción
equipo
hidráulico.
Sistemas de
unidades ingles
e internacional.
Banco de
pruebas.
Folleto.
Internet.
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Unidad temática 2: Funcionamiento de una bomba de pozo profundo. Competencias particulares: Analizar el funcionamiento de la bomba de pozo profundo en base a las pruebas de operación o funcionamiento de la bomba para encontrar
fallas y problemas de operación de la bomba de pozo profundo.
Elementos de
Competencia
Evidencias de
aprendizaje Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Describir el
funcionamiento de la
bomba de pozo
profundo mediante
su operación para
detectar sus fallas y
problemas de
operación.
Reporte la partes
de la bomba de
pozo profundo.
Reporte la partes de la bomba de
pozo profundo:
� Portada. � Introducción. � Marco Teórico. � Objetivo. � Contenido. � Orden y limpieza. � Metodología de Solución. � Elaboración de cálculos
correctos.
� Graficas de bomba de pozo profundo.
� Conclusión. .
Realizar un reporte de la
Identificación las partes
principales de la bomba de
pozo profundo realizando
una prueba en la bomba de
pozo profundo para
obtener el gasto y carga,
obteniendo la curva
característica de la bomba.
Descripción de
la bomba de
pozo profundo.
Hidráulica.
Sistemas de
unidades ingles
e internacional.
.
Mediciones de
Carga
Mediciones de
Gasto.
Banco de
pruebas.
Folleto.
Libros.
Internet.
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Unidad temática 3: Segunda ley de newton Competencias particulares: Analizar la segunda ley de newton con el sistema de bombeo hidráulico para encontrar la fuerza ejercida por el flujo de agua sobre una
superficie en reposo.
Elementos de
Competencia
Evidencias de
aprendizaje Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Analizar la
segunda ley de
Newton
operando el
banco hidráulico
con diferentes
aspas para
comprobar que
las fuerzas
producidas
dependen de la
forma y posición
de la superficie.
Reporte de la
fuerza aplicada en
la superficie
plana.
Reporte de la
fuerza aplicada en
la superficie
curva.
Reporte de la fuerza aplicada en la superficie plana:
� Portada. � Introducción. � Marco Teórico. � Objetivo. � Contenido. � Orden y limpieza. � Metodología de Solución. � Elaboración de cálculos correctos. � Gráfica, fuerza contra velocidad aspa plana. � Gráfica, fuerza contra velocidad aspa inclinada. � Gráfica, fuerza contra velocidad aspa curva � Conclusión. .
Reporte de la fuerza aplicada en la superficie curva:
� Portada. � Introducción. � Marco Teórico. � Objetivo. � Contenido. � Orden y limpieza. � Metodología de Solución. � Elaboración de cálculos correctos. � Gráfica, fuerza contra velocidad aspa plana. � Gráfica, fuerza contra velocidad aspa inclinada. � Gráfica, fuerza contra velocidad aspa curva � Conclusión
Realizar un reporte de la
fuerza aplicada sobre la
superficie plana por medio
del dinamómetro,
incluyendo la gráfica de
fuerza contra velocidad.
Realizar un reporte de la
fuerza aplicada sobre la
superficie curva por medio
del dinamómetro,
incluyendo la gráfica de
fuerza contra velocidad
Descripción
equipo hidráulico.
Descripción de
aparato para
medir la fuerza en
superficies.
Hidráulica.
Segunda ley de
Newton.
Sistemas de
unidades ingles e
internacional.
Banco de
pruebas.
Folleto.
Libros.
Internet.
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Elementos de
Competencia
Evidencias de
aprendizaje Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Reporte de la
fuerza aplicada
en la superficie
inclinada
Reporte de la fuerza
aplicada en la superficie
inclinada:
� Portada. � Introducción. � Marco Teórico. � Objetivo. � Contenido. � Orden y limpieza. � Metodología de
Solución.
� Elaboración de cálculos correctos.
� Gráfica, fuerza contra velocidad aspa plana.
� Gráfica, fuerza contra velocidad aspa
inclinada.
� Gráfica, fuerza contra velocidad aspa curva
� Conclusión
Realizar un reporte de la fuerza
aplicada sobre la superficie
inclinada por medio del
dinamómetro, incluyendo la
gráfica de fuerza contra
velocidad
Descripción equipo
hidráulico.
Descripción de
aparato para medir
la fuerza en
superficies.
Hidráulica.
Segunda ley de
Newton.
Sistemas de
unidades ingles e
internacional.
Banco de
pruebas.
Folleto.
Libros.
Internet.
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Unidad temática 4: Funcionamiento turbinas Pelton y Francis Competencias particulares: Analizar la operación de las turbinas Pelton y Francis con el sistema hidráulico a través de su funcionamiento para observar su comportamiento
de operación.
Elementos de
Competencia
Evidencias de
aprendizaje Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Analizar la
operación de las
turbinas Pelton y
Francis con el
sistema hidráulico
a través de su
funcionamiento
para observar su
comportamiento
de operación
Reporte de la
prueba a la rueda
Pelton.
Reporte de la
rueda Pelton con
carga mecánica y
trabajo en vacío
Reporte de la prueba a la rueda Pelton:
� Portada. � Introducción. � Marco Teórico. � Objetivo. � Contenido. � Orden y limpieza. � Metodología de Solución. � Elaboración de cálculos correctos. � Grafica de operación turbina Francis. � Grafica de operación turbina Pelton.
� Conclusión. Reporte de la rueda Pelton con carga
mecánica y trabajo en vacío: � Portada. � Introducción. � Marco Teórico. � Objetivo. � Contenido. � Orden y limpieza. � Metodología de Solución. � Elaboración de cálculos correctos. � Grafica de operación turbina Francis. � Grafica de operación turbina Pelton. � Conclusión
Realizar prueba a la rueda Pelton con
carga mecánica para identificar el
comportamiento del motor de
impulso tangencial con diferentes
cargas, incluyendo las gráficas de
operación de lo que debe realizar un
reporte.
Realizar prueba a la rueda Pelton con
carga mecánica y trabajo en vacío
para identificar el comportamiento de
esta incluyendo las gráficas de
operación de lo que debe realizar un
reporte
Descripción de la
turbina Francis.
Descripción de la
turbina Pelton.
Hidráulica.
Sistemas de
unidades ingles e
internacional.
Banco de
pruebas.
Folleto.
Libros.
Internet.
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Elementos de
Competencia
Evidencias de
aprendizaje Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Reporte de la
prueba a la rueda
Francis.
Reporte de la
rueda Francis con
carga mecánica y
trabajo en vacío
Reporte de la prueba a la rueda
Francis. � Portada. � Introducción. � Marco Teórico. � Objetivo. � Contenido. � Orden y limpieza. � Metodología de Solución. � Elaboración de cálculos correctos. � Grafica de operación turbina Francis. � Grafica de operación turbina Pelton. � Conclusión
Reporte de la rueda Francis con
carga mecánica y trabajo en vacío � Portada. � Introducción. � Marco Teórico. � Objetivo. � Contenido. � Orden y limpieza. � Metodología de Solución. � Elaboración de cálculos correctos. � Grafica de operación turbina Francis. � Grafica de operación turbina Pelton. � Conclusión
Realizar prueba a la rueda
Francis con carga mecánica para
identificar el comportamiento del
motor de impulso tangencial con
diferentes cargas, incluyendo las
gráficas de operación de lo que
debe realizar un reporte.
Realizar prueba a la rueda Fracis
con carga mecánica y trabajo en
vacío para identificar el
comportamiento de esta
incluyendo las gráficas de
operación de lo que debe realizar
un reporte
Descripción de la
turbina Francis.
Descripción de la
turbina Pelton.
Hidráulica.
Sistemas de
unidades ingles e
internacional.
Banco de pruebas.
Folleto.
Libros.
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VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011
Unidad temática 5: Sistemas de distribución de aire Competencias particulares: Identificar el comportamiento del aire realizando las mediciones necesarias en el ducto para calcular la velocidad y cantidad de flujo que mueve
el aparato.
Elementos de
Competencia
Evidencias de
aprendizaje Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Analizar las
presiones de
velocidad en las
diferentes áreas
del ducto
mediante la
realización de
mediciones
transversales
para obtener la
presión de
velocidad
promedio
Reporte de las
mediciones de
velocidad del
aire.
Reporte de las mediciones de
velocidad del aire:
� Portada. � Introducción. � Marco Teórico. � Objetivo. � Contenido. � Orden y limpieza. � Metodología de
Solución.
� Elaboración de cálculos correctos.
� Grafica de operación turbina Francis.
� Grafica de operación turbina Pelton.
� Conclusión.
Realizar un reporte de las
mediciones de velocidad del
aire en las diferentes
secciones del ducto para
compararlas entre sí
incluyendo la tabla
comparativa
Banco de
pruebas.
Folleto.
Libros.
Internet.
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VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011
Evaluación integral de procesos y productos (ponderación /evaluación sumativa) Evidencia Ponderación
Reporte de medición de flujo a través de una tubería 5
Reporte de la prueba de construcción de la curva de operación del equipo de bombeo. 5
Reporte de la relación del NPSH y cavitación 6
Reporte la partes de la bomba de pozo profundo 6
Reporte de la fuerza aplicada en la superficie plana. 5
Reporte de la fuerza aplicada en la superficie curva. 5
Reporte de la fuerza aplicada en la superficie inclinada 5
Reporte de la prueba a la rueda Pelton. 5
Reporte de la rueda Pelton con carga mecánica y trabajo en vacío 7
Reporte de la prueba a la rueda Francis. 7
Reporte de la rueda Francis con carga mecánica y trabajo en vacío 7
Reporte de las mediciones de velocidad del aire. 7
Producto integrador de aprendizaje: Producto integrador 30 %
Al finalizar esta unidad de aprendizaje el estudiante deberá entregar un portafolio con todos los reportes en los cuales deben incluir una
reflexión de los datos obtenidos en las actividades realizadas, así como debe incluir una aplicación en la industria
Fuentes de apoyo y consulta:
� Libro: Hydraulic Institute for Centrifugal, Rotary &Reciprocants Pumps. Autor: HydaulicInstitute
Editorial:
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VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011
� Libro: Bombas, Teoría, Diseño y Aplicaciones Autor: Manuel Viejo Zubicaray
Editorial:Limusa
� Libro: Turbo Maquinas Hidráulicas Autor: Manuel Polo Encinas
Editorial: Limusa
� Libro: Bombas Centrífugas Autor: Igor J. Karassik y Roy Carter
Editorial: Cecsa
� Libro: Máquinas Hidráulicas Autor: José L. de Parres
Editorial: Bolivar
� Libro: Energía Hidroeléctrica Autor: Manuel Viejo Zubicaray
Editorial: Limusa
� Libro: Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas Autor: Claudio Mataix
Editorial: Harla
� Libro: Curso de Máquinas Hidáulicas Autor: Miguel Reyes Aguirre
Editorial: UNAM
� Libro: Elementos de Hidráulica General y Aplicada con Motores Hidráulicos Autor: Rubio Sanjuán
Editorial: Labor, S.A.
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Revisión: 1
VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011
� Libro: Manual de Pozos Pequeños Autor: Ulric D. Gibson & Singer
Editorial: Limusa
� Libro: American Society of Mechanical Engineers ( ASME) Glossary of Terms Used in the Measurement of Fluid Flow in Pipes
Standard ANSI/ASME MFC- IM
� Libro : Industrial Ventilation Autor: A. Manual of Recommended Practice
Comité on Industrial Ventilation Po Box 16153
� Libro: National Fire Codes Autor: National Fire Protection Association ( NFPA)
� Libro: Prontuario de Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado Autor: Progres, F
� Libro: Serie de Flujo de Fluidos ( 4 Tomos) Autor: Bombas, Compresores, Válvulas y Flujo de Fluidos. CraneCompany
Editorial: Mc. Graw- Hill
o Tema: Selección de bomba centrifuga tamaño e interpretación de curvas de rendimiento Liga: http://www1.ccny.cuny.edu/prospective/gsoe/civil/index.cfm
http://www-ce.engr.ccny.cuny.edu/Courses/CE365/Pump_selection.pdf
Fecha última revisión: 15-10-2003
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VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011
� Revista: http://www.worldpumps.com/ Año: 2010
# de revista:0262 1762/10
Mes: Junio
Nombre del artículo: Back tobasicswithcentrifugalpumps
Autor: Waterworks Museum (http://www.waterworksmuseum.org.uk)
Perfil del docente: El profesor debe poseer un nivel académico superior al de los programas educativos que imparte, así como ser competente en el manejo de las
TIC´s y contextos pedagógicos que le permita fomentar ambientes de aprendizaje participativos para contribuir a la formación integral del
estudiante.
Ficha bibliográfica del profesor: M.A. Adrián Mendoza Ayala
Ingeniero Mecánico Electricista, Maestría en Administración con especialidad en Relaciones Industriales
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VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011
JEFATURA DE ACADEMIA JEFATURA DE DEPARTAMENTO
COORDINACIÓN DE LA DIVISIÓN SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA DE MECÁNICA
