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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

PROGRAMA ANALÍTICO FIME

Nombre de la unidad de aprendizaje: Mecánica de Fluidos y potencia fluida (Optativa V FBP) Frecuencia semanal: 3 hrs. Horas presenciales: 42 hrs. Horas de trabajo extra-aula: 28 hrs. Modalidad: Presencial Período académico: Semestral Unidad de aprendizaje: ( ) obligatoria ( X ) optativa Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura ( X ) Formación básica profesional ( ) Formación profesional ( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección Créditos UANL: 3 incluyendo el laboratorio Fecha de elaboración: 12 / 03 / 2012 Fecha de la última actualización: 26 / 11 / 2013 Responsables del diseño: M.C. Delia Ma. Armendáriz Guerrero. M.C. Juan Antonio Franco Quintanilla. M.C. Francisco Javier Guevara Castillo. Ing. Raúl Gutiérrez Herrera Presentación: Esta unidad de aprendizaje se divide en 5 fases, en la primera fase el estudiante podrá diferenciar las propiedades de los fluidos y establecer su relación para su aplicación en el estudio del comportamiento de los mismos considerando un análisis dimensional relacionado con los sistemas de unidades absoluto y técnico, para definir sus unidades. En la segunda fase se estudiarán los fluidos en condiciones estáticas y dinámicas aplicando las ecuaciones fundamentales para cada condición con fluido ideal. En la tercera fase se conocerán las aplicaciones de un fluido

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oleohidráulico en circuitos hidráulicos básicos para realizar un trabajo determinado. En la cuarta fase se contempla la identificación y cálculo de los tipos de pérdidas que se generan con un fluido en movimiento, así como también se conocerá la distribución de un flujo en los sistemas de tuberías e hidráulicos. Por último en la quinta fase se estudiará el funcionamiento de diferentes sistemas neumáticos básicos.

Propósito:

La finalidad de esta unidad de aprendizaje es ofrecer a los estudiantes de ingeniería la oportunidad de desarrollar competencias para

aplicar los fundamentos básicos de la mecánica de los fluidos en la solución de problemas de ingeniería, con el apoyo de herramientas tecnológicas, que contribuyan al análisis y comprensión de los sistemas hidráulicos y neumáticos, que coadyuven a su modificación, reparación o proyección cumpliendo con los estándares y la política de calidad requeridos.

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:

• Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y campos del conocimiento que le permitan la toma de decisiones oportunas y pertinentes en los ámbitos personal, académico y profesional.

• 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.

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.

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• Practica los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás, respeto a la naturaleza, integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir a construir una sociedad sostenible.

Competencias integradoras

• Construye propuestas innovadoras basadas en la comprensión holística de la realidad para contribuir a superar los retos del ambiente global interdependiente.

b. Competencias específicas del perfil de egreso a las que contribuye la unidad de aprendizaje:

Analizar casos con fluidos en condiciones estáticas y dinámicas, con los conocimientos adquiridos para sentar las bases de solución de casos en sistemas hidráulicos cada vez más apegados a la realidad. Identificar las partes de un dispositivo, equipo, sistema o proceso, estableciendo las relaciones que guardan entre sí, para documentar la información obtenida en forma estructurada, ordenada y coherente, incluyendo conclusiones propias.

Analizar problemas de ingeniería seleccionando la metodología apropiada, con modelos establecidos, basados en las ciencias básicas, verificando los resultados obtenidos con un método analítico o con el apoyo de una herramienta tecnológica, para la mejora continua de la eficiencia de un sistema con fluido estático o en movimiento, cumpliendo con estándares de calidad y políticas de seguridad.

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Representación gráfica

Competencias de la Unidad de

Aprendizaje

Instrumentales

Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y

campos del conocimiento que le permitan la toma de decisiones oportunas y pertinentes en los ámbitos personal, académico y

profesional

Identificar las partes de un dispositivo, equipo, sistema o proceso, estableciendo las

relaciones que guardan entre sí incluyendo

conclusiones propias

Definir conceptualmente las propiedades de los fluidos analizando los resultados comprobables para su posterior interacción con leyes de la mecánica de

los fluidos

Definir las diferencias entre los sistemas de unidades absoluto y técnico mediante un análisis

dimensional y la aplicación de la 2ª ley de Newton que los relaciona, para trabajar con unidades

congruentes y obtener resultados correctos en unidades

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

Identificar las partes de un dispositivo, equipo,

sistema o proceso, estableciendo las

relaciones que guardan entre sí, para documentar la información obtenida en forma estructurada, ordenada y coherente

Definir los conceptos fundamentales de la estática de fluidos con la aplicación de las

ecuaciones de la hidrostática para resolver casos con fluidos en reposo que generan presión y calcular sus efectos sobre las

superficies que los contienenIdentificar los conceptos de las ecuaciones

fundamentales de la dinámica de los fluidos, con la utilización de las ecuaciones

correspondientes, para calcular los valores de los parámetros más importantes relacionados

con un fluido en movimiento

Personales y de Interacción

Social

Practica los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás,

respeto a la naturaleza, integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir a

construir una sociedad sostenible

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 casos con fluidos en condiciones estáticas y

dinámicas, con los conocimientos adquiridos para sentar las bases de

solución de casos en sistemas hidráulicos cada

vez más apegados a la realidad

Definir la importancia de los sistemas, diagramas oleohidráulicos para el manejo de altas y bajas capacidades de operación a velocidades constantes, así como sus ventajas y desventajas de utilizar la potencia fluida enfatizando la importancia de

los sistemas oleohidráulicos en los diversos campos industriales desde su aplicación en la industria metal mecánica, para determinar su aplicación en la

industria aeroespacial

Describir los principios de la neumática básica con la aplicación de las leyes y teorías correspondientes al estudio de los gases para enfatizar la importancia de los sistemas neumáticos en la

automatización de la industria

IntegradorasConstruye propuestas innovadoras basadas en la comprensión holística

de la realidad para contribuir a superar los retos del ambiente global

interdependiente

Analizar problemas de ingeniería seleccionando la metodología apropiada, con modelos establecidos, basados en las ciencias básicas, verificando los resultados obtenidos con un método

analítico o con el apoyo de una herramienta tecnológica, para la mejora continua de la eficiencia de un sistema con fluido

estático o en movimiento, cumpliendo con estándares de calidad y políticas de seguridad

Determinar numéricamente la magnitud de las pérdidas que se generan en un sistema de tuberías debido al paso de un fluido a través de la misma, con la

aplicación de las ecuación de Darcy de pérdidas menores e información estadística del comportamiento de los fluidos , para diseñar sistemas de tuberías que cumplan

con los requerimientos que garanticen su implementación

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Unidad temática 1: Conceptos fundamentales de los fluidos y sistemas de unidades. Competencias particulares: Definir conceptualmente las propiedades de los fluidos analizando los resultados comprobables para su posterior interacción con leyes de la mecánica de los fluidos. Definir las diferencias entre los sistemas de unidades absoluto y técnico mediante un análisis dimensional y la aplicación de la 2ª ley de Newton que los relaciona, para trabajar con unidades congruentes y obtener resultados correctos en unidades.

Elementos de Competencia

Evidencias de aprendizaje

Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Identificar a que sistema pertenecen las unidades de las variables que interactúan en una fórmula o ecuación, mediante un análisis dimensional para obtener resultados correctos en unidades congruentes. Identificar las propiedades de los fluidos mediante las características físicas que las definen para su aplicación en la solución de problemas.

Tabla de relación de dimensiones y parámetros físicos. Tabla de propiedades de un fluido.

Tabla de relación de dimensiones y parámetros físicos: � Contenido de la tabla

especificado. � Asignación de

dimensiones correctas a parámetros o variables especificadas.

� Presentación y limpieza del trabajo.

� Entrega a tiempo Tabla de propiedades de un fluido. � Contenido de la tabla. � Asignación de valores

correctos de las propiedades según sea el fluido.

� Presentación y limpieza del trabajo.

� Entrega a tiempo.

-Elaborar una tabla anotando la mayor cantidad de parámetros físicos y asignar las dimensiones y unidades correctas según corresponda al parámetro especificado en los sistemas absoluto y técnico. -Elaborar una tabla de propiedades de un fluido diferente a los vistos en clase y laboratorio, asignando y anotando los valores correctos calculados mediante la aplicación fórmulas, relacionadas con las propiedades de los fluidos.

Determinación de las dimensiones de variables relacionadas con parámetros utilizados principalmente en la mecánica de fluidos. Propiedades de los fluidos. Relación entre las propiedades de los fluidos. Unidades de medida correspondientes a cada propiedad.

Apuntes, libro de texto, Internet, libros de consulta y revistas científicas fuera del aula.

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Elementos de Competencia

Evidencias de aprendizaje

Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Determinar el valor de la viscosidad dinámica y cinemática para los fluidos, con la aplicación de la ley de Newton de la viscosidad y la relación entre los dos tipos de viscosidades para definir su aplicación en casos que correspondan.

Problemas resueltos del tema de viscosidad.

Problemas resueltos del tema de viscosidad: � Aplicación de la Ley de

newton de la viscosidad y la relación entre la viscosidad dinámica y la cinemática.

� Orden en la solución del problema según lo anotado para resolverlo.

� Presentación y limpieza.

� Entrega a tiempo. � Orden en la solución

del problema según lo anotado para resolverlo.

� Presentación y limpieza.

� Entrega a tiempo.

Desarrollar por escrito la solución a los problemas planteados aplicando correctamente la ley de Newton de la viscosidad y la relación entre las viscosidades dinámica y cinemática.

Ley de la viscosidad de Newton en la solución de problemas de viscosidad de los fluidos. Unidades de medición.

Apuntes, libro de texto, Internet, libros de consulta y revistas científicas fuera del aula.

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Unidad temática 2: Estudio del comportamiento de los fluidos en condiciones estáticas y dinámicas. Competencias particulares: Definir los conceptos fundamentales de la estática de fluidos con la aplicación de las ecuaciones de la hidrostática para resolver casos con fluidos en reposo que generan presión y calcular sus efectos sobre las superficies que los contienen. Identificar los conceptos de las ecuaciones fundamentales de la dinámica de los fluidos, con la utilización de las ecuaciones correspondientes, para calcular los valores de los parámetros más importantes relacionados con un fluido en movimiento.

Elementos de Competencia

Evidencias de aprendizaje

Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Identificar la diferencia entre los tipos de presión con la ecuación que las relaciona, para considerar la que corresponda según sea el caso que se tenga. Determinar los valores correctos de los parámetros relacionados en un caso con fluido en movimiento con la aplicación de las ecuaciones fundamentales para comprobar si es factible implementarlo.

Ensayo por escrito sobre Tipos de presión y su relación. Caso resuelto correctamente con fluido en movimiento.

Ensayo sobre Tipos de presión y su relación: � Que contenga

fundamentalmente la relación entre los tipos de presión.

� Definición correcta de los tipos de presión.

� Equivalencias entre unidades de presión diferentes. .

� Presentación y limpieza. � Entrega a tiempo. Caso resuelto correctamente con fluido en movimiento: � Aplicación correcta de las

ecuaciones de gasto, continuidad y de Bernoulli.

� Certeza de cálculos efectuados.

� Asignación correcta de unidades de medida.

� Presentación y limpieza.

� Entrega a tiempo.

Elaboración de un ensayo sobre el tema de presión en diferentes fuentes de información destacando los conceptos más importantes. Resolver por escrito el caso planteado con fluido en movimiento aplicando correctamente las ecuaciones fundamentales de la dinámica de los fluidos; ecuación de gasto, ecuación de continuidad y ecuación de Bernouilli. .

Concepto de presión y distinción entre los tipos que hay y la relación entre las mismas. Ecuaciones fundamentales de la dinámica de los fluidos: -Ecuación de gasto. -Ecuación de continuidad. -Ecuación de Bernoulli.

Apuntes, libro de texto, Internet, libros de consulta y revistas científicas fuera del aula.

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Unidad temática 3: Sistemas Oleohidráulicos Competencias particulares: Definir la importancia de los sistemas, diagramas oleohidráulicos para el manejo de altas y bajas capacidades de operación a velocidades constantes, así como sus ventajas y desventajas de utilizar la potencia fluida enfatizando la importancia de los sistemas oleohidráulicos en los diversos campos industriales desde su aplicación en la industria metal mecánica, para determinar su aplicación en la industria aeroespacial.

Elementos de Competencia

Evidencias de aprendizaje

Criterios de desempeño

Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Determinar el funcionamiento de un sistema Oleohidráulico identificando cada uno de sus componentes y la función que desempeñan mediante su simbología para el diseño de circuitos.

Elaboración de circuitos hidráulicos básicos en base a necesidades.

Elaboración de circuitos hidráulicos básicos en base a necesidades : � Procedimiento

correcto para el cálculo de parámetros del circuito planteado.

� Aplicación de la ley de Pascal y las leyes de Newton según correspondan al caso planteado.

� Asignación de unidades de medida congruentes.

� Presentación y limpieza.

� Entrega a tiempo.

Identificar correctamente el tipo de problema a resolver aplicando correctamente el procedimiento para la solución del caso planteado fundamentando el diseño de un sistema oleohidraúlico en base a resultados correctos y comprobables numéricamente de lo cual deberá realizar circuitos hidraúlicos básicos en base a las necesidades.

Simbología Oleohidráulica El principio de Pascal. Leyes de Newton. Principios de los vasos comunicantes. Fluido compresible e incompresible. Circuitos básicos Accesorios Oleohidráulicos Unidad de potencia.

Apuntes, libro de texto, Internet, libros de consulta, Sociedad Nacional de Potencia Fluida (NFPA), AMCA, fluid power society (ifS) y revistas científicas fuera del aula

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Unidad temática 4: Pérdidas por fricción en sistemas hidráulicos Competencias particulares: Determinar numéricamente la magnitud de las pérdidas que se generan en un sistema de tuberías debido al paso de un fluido a través de la misma, con la aplicación de las ecuación de Darcy de pérdidas menores e información estadística del comportamiento de los fluidos , para diseñar sistemas de tuberías que cumplan con los requerimientos que garanticen su implementación.

Elementos de Competencia

Evidencias de aprendizaje

Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Diseñar un sistema de tuberías con la aplicación de las ecuaciones que determinan el efecto de la viscosidad y la resistencia al flujo, para comprobar la factibilidad real de implementarlo.

Diseño de un sistema de tuberías en base a especificaciones establecidas.

Diseño de un sistema de tuberías en base a especificaciones establecidas: � Procedimiento

correcto para el cálculo de parámetros.

� Aplicación de ecuaciones que corresponden según el caso planteado.

� Asignación de unidades de medida congruentes.

� Presentación y limpieza.

� Entrega a tiempo.

Diseñar de un sistema de tuberías en base a resultados correctos y comprobables numéricamente.

- Efectos de la viscosidad de los fluidos en movimiento. - Cálculo de pérdidas por fricción en tuberías. -Cálculo de pérdidas menores por accesorios.

Apuntes, libro de texto, Internet, libros de consulta y revistas científicas fuera del aula. Tablas de mecánica de fluidos.

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Unidad temática 5: Sistemas neumáticos Competencias particulares: Describir los principios de la neumática básica con la aplicación de las leyes y teorías correspondientes al estudio de los gases para enfatizar la importancia de los sistemas neumáticos en la automatización de la industria.

Elementos de Competencia

Evidencias de aprendizaje

Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Describir el funcionamiento de un sistema neumático básico mediante su simbología para su aplicación.

Elaboración y selección de circuitos neumáticos básicos.

Elaboración y selección de circuitos neumáticos básicos: � Procedimiento

correcto para el cálculo de parámetros.

� Aplicación de ecuaciones que corresponden según el caso planteado.

� Asignación de unidades de medida congruentes.

� Presentación y limpieza.

� Entrega a tiempo.

Identificar correctamente el tipo de problema a resolver aplicando el procedimiento para la solución del caso planteado con lo cual deberá realizar circuitos neumáticos básicos.

-Simbología neumática -Tipos de compresores más utilizados -Construcción, función y selección de los compresores. -Regulación de la presión de trabajo -Filtros -Componentes neumáticos -Tipos de secadores. -Redes neumáticas -Métodos cascada, paso a paso

Apuntes, libro de texto, Internet, libros de consulta, Sociedad Nacional de Potencia Fluida (NFPA), AMCA, fluid power society (ifS) y revistas científicas fuera del aula

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Evaluación integral de procesos y productos (ponderación /evaluación sumativa) Evidencia Ponderación Tabla de relación de dimensiones y parámetros físicos. 5 % Tabla de propiedades de un fluido. 5 % Problemas resueltos del tema de viscosidad 5 % Ensayo sobre Tipos de presión y su relación. 5 % Caso resuelto correctamente con fluido en movimiento. 5 % Examen de medio curso 25 % Elaboración de circuitos hidráulicos básicos en base a necesidades. 5 % Diseño de un sistema de tuberías en base a especificaciones establecidas. 7 % Elaboración y selección de circuitos neumáticos básicos. 5 % Examen ordinario 25 % Producto integrador de aprendizaje: Producto integrador 8 % Al finalizar la unidad de aprendizaje los estudiantes entregarán un portafolio el cual contendrá una portada, introducción, marco teórico, evidencias, conclusiones y fuentes de información y sobre todo una reflexión general, de una cuartilla como mínimo, sobre todas las actividades que se entreguen como son: Tabla de relación de dimensiones y parámetros físicos, Tabla de propiedades de un fluido y viscosidad, Ensayo sobre Tipos de presión y su

relación, Caso resuelto correctamente con fluido en movimiento, Examen de medio curso, Elaboración de circuitos hidráulicos básicos en base a necesidades, Diseño de un sistema de tuberías en base a especificaciones establecidas, Elaboración y selección de circuitos neumáticos básicos, Examen ordinario

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Fuentes de apoyo y consulta:

� Libro: Mecánica de fluidos Autor: Victor L. Steeter, E. Benjamin Wilye y Keith W. Bedford

Editorial: Mc Graw Hill

� Libro: Fluid Mechanics Autor: Frank M. White Editorial: Mc Graw Hill

� Libro: Mecánica de los fluidos e hidráulica.(serie Schaum) Autor: Ranald V. Giles, Jack B. Evett y Cheng Liu

Editorial: Mc Graw Hill

� Libro: Mecánica de fluidos aplicada Autor: Robert L. Mott

Editorial: Prentice Hall

� Libro: Instituto de mecánica de fluidos Autor: http://imf.ing.ucv.ve/ Editorial: Universidad central de Venezuela

� Libro: Fluid Power with Applications Autor: Anthony Esposito

Editorial: Prentice Hall 7th

Edition

o Tema: Fluid power society Liga: http://www.ifps.org

Fecha última revisión: 28 de Noviembre del 2013

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o Tema: Conceptos básicos de sistemas hidráulicos y neumáticos

Liga: www.sapiensaman.com Fecha última revisión: 28 de Noviembre del 2013

o Tema: Autores : varios Artículos a consultar: sobre todo los relacionados con la mecánica de fluidos Liga: http://www.revistaciencias.com

Fecha última revisión: 28 de Noviembre del 2013

� Revista: Revista ciencias.com Año: 2013

# de revista: Mes: Julio

Nombre del artículo: Conceptos fundamentales de la dinámica de los fluidos Autor: Código ISPN de la publicación: EPZKZFVFZVQOGUWGRW

� Revista: Revista ciencias.com

Año: 2013 # de revista:

Mes: Julio Nombre del artículo: Ecuaciones fundamentales de la dinámica de los fluidos

Autor: Código ISPN de la publicación: EEUKVEYZYACTWUWBPT Perfil del docente: Que tenga el título de Ingeniero Mecánico, Ingeniero Mecánico Electricista , Ingeniero en Manufactura o carrera afín que demuestre la capacidad indispensable para desarrollar la materia con un amplio dominio sobre la misma; de ser posible que tenga experiencia comprobable basada en competencias adquiridas durante su desarrollo profesional.

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Ficha bibliográfica del profesor: Nombre: M.C. Juan Antonio Franco Quintanilla Título o títulos: Ingeniero Mecánico Electricista y Maestro en ciencias de la ingeniería. Experiencia profesional: Área académica F.I.M.E. – U.A.N.L. Nombre: M.C. María Delia Armendáriz Guerrero Título o títulos: Ingeniero Mecánico Administrador y Maestra en ciencias de la ingeniería. Experiencia profesional: Área académica y Administrativa F.I.M.E. – U.A.N.L. Nombre: M.C. Francisco Javier Guevara Castillo Título o títulos: Ingeniero Mecánico Electricista y Maestría en ciencias de la ingeniería Experiencia profesional: Industria Metal- mecánica y Área académica F.I.M.E. – U.A.N.L. Nombre: Ing. Raúl Gutiérrez Herrera Título o títulos: Ingeniero Mecánico Electricista Experiencia profesional: Industria a nivel corporativo, Industria en general, proyectos, construcción y mantenimiento mecánico y eléctrico; Área académica F.I.M.E. – U.A.N.L.

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JEFATURA DE ACADEMIA JEFATURA DE DEPARTAMENTO

COORDINACIÓN DE LA DIVISIÓN SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA DE MECÁNICA