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Carrera ingeniería industrial asignatura mecánica de los fluidos


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UNIVERSIDAD DE MENDOZA – FACULTAD DE INGENIERÍA




CARRERA

INGENIERÍA INDUSTRIAL

ASIGNATURA

MECÁNICA DE LOS FLUIDOS

CÓDIGO

4031

CURSO

3ro

ÁREA

TECNOLOGÍAS BÁSICAS

ULTIMA REVISIÓN

2.006

MATERIAS CORRELATIVAS:

4022-CALCULO III

AÑO LECTIVO 2009


Profesor Titular: Ing. Guillermo Díaz Moyano

Profesor Asociado:

Profesores Adjuntos: Ing. Marcelo Biritos

Jefes de trabajos prácticos: Ing. Claudio Careglio




Carga Horaria Semanal:

6

Carga Horaria Total:

90


OBJETIVOS:

Introducir al alumno en el conocimiento de los fundamentos generales de la mecánica de los fluidos y los principios que la rigen. Aplicación básica de los fenómenos fluidomecánicos a su alcance, medición y utilización práctica en aplicaciones de ingeniería.


PROGRAMA ANALÍTICO:
UNIDAD: 1

Introducción. Nota histórica. Aplicaciones de la mecánica de fluidos en las diversas ramas de la ingeniería y en las ciencias aplicadas.

Definición del fluido.

Propiedades de los fluidos: densidad, peso específico, compresibilidad, viscosidad, fluidos newtonianos y no-newtonianos.

Ecuaciones fundamentales de la mecánica de los fluidos.
UNIDAD: 2

Estática de los fluidos.

Ecuaciones básicas de la estática de fluidos. Variación de la presión en un fluido incompresible en reposo. Variación de la presión con la altura de un fluido compresible en reposo.

Fuerza hidrostática sobre una superficie sumergida en un fluido incompresible en reposo. Fuerzas contra un dique. Momento de vuelco.

Principio de Pascal. Prensa hidráulica. Paradoja hidrostática. Manómetros y barómetros.

Principio de Arquímedes. Estabilidad de los cuerpos sumergidos y flotantes.

Equilibrio relativo: aceleración lineal constante y rotación constante.



UNIDAD: 3

Dinámica de los fluidos no viscosos

Ecuaciones de Euler del movimiento de un fluido no viscoso.

Teorema de Bernoulli. Flujos a través de orificios. Teorema de Torricelli. Mediciones de la velocidad. Contador de entura, tubo de Pitot y de Prandtl.
UNIDAD: 4

Flujo compresible para un gas no viscoso.

Velocidad de una onda sonora, número de Mach, cono de Mach.

Flujos subsónico y supersónico. Choques normales.

Flujos a través de las toberas.



UNIDAD: 5

Flujo bidimensional incompresible irrotacional

Potencial de velocidad y función de corriente.

Teoría aerodinámica.

Circulación y teorema de Kutta y Joukowski.

Fuerza de sustentación y el momento para un perfil aerodinámico y para una cascada de álabes en turbomáquina.
UNIDAD: 6

Dinámica de los fluidos viscosos incompresibles.

Régimen laminar

Ecuaciones de Navier-Stokes.

Análisis dimensional y semejanza. Criterios de semejanza.

Flujo laminar incompresible a régimen permanente en tuberías circulares. Medición de caudal por medio de la brida orificio. Factor de corrección. Caída de presión en conductos con régimen laminar. Radio hidráulico. Golpe de ariete. Cañerías curvas.

Ley de Stokes.
UNIDAD: 7

Teoría de la capa límite laminar.

Ecuaciones de Prandtl para la capa límite laminar.

Solución de Blasius de las ecuaciones de Prandtl.

Fuerza de arrastre. Separación de la capa límite.


UNIDAD: 8

Régimen turbulento

Inestabilidad del flujo laminar y transición al flujo turbulento. Valores límites de Reynolds.

Ecuaciones de Reynolds para el flujo medio.

Fenómenos de transporte en los flujos turbulentos. Simulación de la transferencia turbulenta. Modelos modernos de la turbulencia. Flujos turbulentos completamente desarrollados en las tuberías. Pérdidas de carga en tuberías lisas y rugosas.





Formación Práctica

Horas

Resolución de Problemas Rutinarios:




Laboratorio, Trabajo de Campo:

30

Resolución de Problemas Abiertos de ingeniería:




Proyecto y Diseño:





PROGRAMA DE TRABAJOS PRÁCTICOS:

Se basa en la resolución numérica y computacional de problemas prácticos acordes al avance de la teoría impartida en clase.

Comprende:

1) Estática de los fluidos.

2) Dinámica de los fluidos no viscosos

3) Flujo compresible para un gas no viscoso.

4) Flujo bidimensional incompresible irrotacional

5) Teoría de la capa límite laminar.



6) Régimen turbulento

ARTICULACIÓN HORIZONTAL Y VERTICAL DE CONTENIDOS:


  • Los contenidos abordados en esta materia se basan en conceptos de las siguientes cátedras:




Asignatura

Curso

Cálculo II

1ro

Física II

2ro

Cálculo III

2ro




  • Comparte e integra elementos horizontalmente con las siguientes cátedras:




Asignatura

Curso

Análisis Numérico

3ro



  • Los contenidos abordados en esta materia aportan conceptos a las siguientes cátedras:




Asignatura

Curso

Equipamiento Industrial

4to



CONDICIONES PARA REGULARIZAR LA MATERIA y RÉGIMEN DE EVALUACIÓN:

BIBLIOGRAFÍA:


Autor

Título

Editorial

Año Ed.

Victor L. Streeter, E. Benjamin Wylie

Mecánica de los fluidos

–. Novena edición. – McGraw-Hill

2000


William F. Hughes, John A. Brighton

Teoría y problemas de Dinámica de fluidos

McGraw-Hill

1970

Irving H. Shames

Mecánica de los fluidos

Tercera edición - McGraw-Hill

1995


James E.A. John, William L. Haberman

Introducción a la mecánica de los fluidos

Prentice-Hall internacional


1973

Frank M. White

Mecánica de fluidos

McGrow-Hill

1988

Alexander J. Smits

Mecánica de fluidos. Una introducción física

Alfaomega

2003


ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS UTILIZADAS:

Clases expositivas.

Talleres grupales en el aula y en la sala de computación.

RECURSOS DIDÁCTICOS UTILIZADOS:


Pizarra y marcador, gráficos pre-elaborados. Ayuda informática (aplicación de programas suministrados por la cátedra).

PROGRAMA DE EXAMEN :

Idem Analítico





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