UNLP
Planilla de Actividades Curriculares
Código: A0052
Mecánica de los Fluidos (Fluidodinámica)
Última Actualización de la Asignatura: 17/03/2017

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CARRERAS PARA LAS QUE SE DICTA

Carrera Plan Carácter Cantidad de Semanas Año Semestre
03027 - Ingeniería Electromecánica 2002 Obligatoria
Totales: 0
Clases:
Evaluaciones:
3ro
-

CORRELATIVIDADES
Ingeniería Electromecánica - Plan 2002
PARA CURSAR PARA PROMOCIONAR
(F0301) Matemática A
(F0302) Matemática B
(F0303) Física I
(F0304) Matemática C
(F0303) Física I
(F0304) Matemática C

INFORMACIÓN GENERAL 

Área: Aerodinamica y Fluidodinamica
Departamento: Aeronautica

Ingeniería Electromecánica - 2002 plegar-desplegar

Tipificación: Ciencias Basicas / Tecnologicas Basicas

CARGA HORARIA

HORAS CLASE
TOTALES: 96hs SEMANALES: 6 hs
TEORÍA
-
PRÁCTICA
-
TEORÍA
6 hs
PRÁCTICA
0 hs

FORMACIÓN PRÁCTICA
Formación Experimental
10 hs
Resol. de Problemas abiertos
0 hs
Proyecto y Diseño
0 hs
PPS
2 hs

TOTALES CON FORMACIÓN PRÁCTICA: 108 hs

HORAS DE ESTUDIO ADICIONALES A LAS DE CLASE (NO ESCOLARIZADAS)
TEORÍA

-

PRÁCTICA

-


PLANTEL DOCENTE

Profesor Adjunto - Ordinario, Dedicación Exclusiva  
Ing.Bacchi, Federico Alfredo

Jefe de Trabajos Prácticos - Ordinario, Dedicación Exclusiva  
Ing.Villar, Juan Ignacio   mail juanignacio.villar@ing.unlp.edu.ar

Ayudante Diplomado - Interino, Sin Dedicación  
Sr/aCapittini, Guillermo

Ayudante Diplomado -, Dedicación Simple  
Ing.Jáuregui Lorda, Matías

Ayudante Alumno - Interino, Dedicación Simple  
Sr/aPaparazzo, Diego

Ayudante Alumno - Interino, Sin Dedicación  
Sr/aHerrera, Matías

Ayudante Alumno - Interino, Dedicación Simple  
Sr/aScazzola, Ezequiel

Ayudante Alumno - Ad Honorem, Dedicación Simple  
Sr/aEuclides, Ignacio

Ayudante Alumno - Interino, Dedicación Simple  
Sr/aAquieta, Alex

Ayudante Alumno - Interino, Dedicación Simple  
Sr/aCarriqui, Diego

OBJETIVOS

El objetivo perseguido es preparar al futuro ingeniero industrial, dándole conocimientos básicos que le permitan encarar el estudio de los escurrimientos de fluidos compresibles e incompresibles. Estos conocimientos están fuertemente orientados a proporcionar las herramientas indispensables para la comprensión y estudio del funcionamiento de las máquinas térmicas e hidráulicas y en el cálculo de tuberías industriales, temas estos que encontrará inevitablemente a lo largo de su ejercicio profesional.

PROGRAMA SINTÉTICO

Estática de los fluidos. Ecuación fundamental de la hidrostática. Medidas de presiones, tipo de manómetros. Equilibrio relativo con fluídos acelerados.Presiones hidrostáticas sobre superficie. Centros de presion y de gravedad.Hidrodinámica. Tipos de flujo y caracteristicas. Concepto de sistemas y volumen de control. Continuidad. Cantidad de movimiento. Momento de la cantidad de movimiento. El primer principio de la termodinamica y la ecuación de Bernoulli. Movimiento portencial. Trazado de redes. Medicion de velocidades y caudales.Efectos de la viscocidad. Flujo laminar y turbulento en conductos y en placas planas. Capa limite. Resistencia sobre cuerpos sumergidos. Coeficientes de resistencia y sustentación.Pérdidas de carga en canerias. Coeficiente de frotamieno. Valores experimentales.Tuberías en serie y en paralelo. Perdidas de carga. Longitudes equivalentes. Determinación del diametro economico en tuberias comerciales. Flujo compresible: clasificacion del flujo compresible, expresiones termodinamicas. Leyes que lo gobiernan. Flujo subsonico y supersonico.Flujos en conductos: distintos casos. Tecnicas para medicion de flujos en gases.Bombas hidraulicas, compresores, actuadores (lineales y rotatrivos): caracteristicas de funcionamiento.Sistemas hidraulicos, oleohidraulicos, de aire comprimido, caracterización de los componentes y definición de las prestaciones basicas.

PROGRAMA ANALÍTICO 

Año: 2017, semestre: 1

Vigencia: 16/03/2012 - Actualidad

Unidad 1:
Definición y propiedades de los fluidos: densidad, presión, viscosidad. Fluidos newtonianos y no newtonianos. Medición de la viscosidad.
Estática de los fluidos. Presión en un punto. Ecuación fundamental de la hidrostática. Flujos en movimiento como cuerpos rígidos. Medida de presiones, tipos de manómetros. Tubos piezométricos. Micrómetro de líquido en tubo inclinado. Presión hidrostática sobre superficies. Centros de presión y de gravedad

Unidad 2
Cinemática de los fluidos. Descripciones lagrangeana y euleriana del movimiento. Líneas de corriente, traza y trayectoria. Técnicas de visualización de flujos. Campo de velocidades. Vorticidad. Derivada sustancial. Tensor velocidad de deformación.

Unidad 3
Dinámica de los fluidos: Ecuaciones diferenciales del movimiento. Ecuación diferencial de continuidad. Flujo incompresible. Tensor de tensiones en un fluido viscoso. Ecuaciones de Navier-Stokes. Ecuaciones de Euler. Soluciones analíticas de Navier-Stokes para casos particulares de flujo laminar. Adimensionalización de las ecuaciones y semejanza dinámica. Números de Reynolds, Froude, Euler y Mach. Estudio de modelos.

Unidad 4
Ecuaciones integrales. Concepto de sistemas y volumen de control. Balance en volúmenes de control. Conservación de masa, cantidad de movimiento y energía. Primer principio de la termodinámica. Ecuación de Bernoulli. Aplicaciones.

Unidad 5
Medidores de flujo y caudal. Medición de la velocidad: tubo Pitot, anemómetro de hilo caliente, otros. Medidores de caudal: placa orificio, tobera, venturi, otros.

Unidad 6
Flujo en cañerías. Flujo totalmente desarrollado, laminar y turbulento. Ecuación de conservación de energía en cañerías. Pérdidas por fricción. Efecto de la rugosidad. Coeficiente de fricción. Diagrama de Moody. Pérdidas localizadas en accesorios: coeficiente de pérdida y longitud equivalente. Conductos en serie y en paralelo. Cálculo y diseño de sistemas de cañerías. Tuberías comerciales. Selección de bombas y ventiladores para problemas de flujo en conductos. Determinación experimental del factor de fricción.

Unidad 7:
Transitorios hidráulicos. Golpe de ariete en cañerías. Ecuaciones básicas. Métodos de resolución gráfico y analítico. Cierre lento y cierre rápido. Fórmulas de Allievi y de Micheaud. Chimenea de equilibrio. Aplicación a conducciones hidráulicas.

Unidad 8
Flujos ideales. Flujo potencial. Ventajas y limitaciones del modelo. Función potencial de velocidad y función de corriente. Soluciones simples: corriente uniforme, fuente y sumidero, doblete, torbellino potencial. Circulación. Superposición de soluciones: proa de Fuhrmann y flujo potencial alrededor de un cilindro. Efecto Magnus. Sustentación. Teorema de Kutta-Joukowsky. Planteo y solución numérica de un campo bidimensional de flujo potencial por el método de Diferencias Finitas.

Unidad 9
Resistencia fluidodinámica de cuerpos sumergidos. Teoría de Capa Límite. Capa límite laminar y turbulenta de una placa plana. Efectos del gradiente de presión. Desprendimiento de la capa límite. Cuerpos aerodinámicos y cuerpos romos. Coeficiente de resistencia. Determinación experimental de la resistencia aerodinámica.

Unidad 10
Flujo compresible unidimensional de un gas. Expresiones termodinámicas para un gas perfecto. Propagación de una onda diferencial de presión. Velocidad del sonido en un gas perfecto. El cono de Mach. Leyes que gobiernan el flujo isentrópico, 1ra y 2da ley de la termodinámica, ecuación de continuidad, ecuación de la cantidad de movimiento lineal, ecuación de estado. Propiedades locales en el punto de estancamiento isentrópico. Flujo isentrópico con cambio de área. Bloqueo de una garganta sónica. Aplicación al diseño de toberas. Flujo subsónico y flujo supersónico. Expansión de chorros libres.

Unidad 11
Flujo compresible con pérdidas de energía. Onda de choque normal, concepto y cálculo. Cambios en el flujo y pérdidas. Relaciones básicas para una onda de choque normal. Relaciones de onda de choque normal para un gas perfecto. Nociones sobre ondas de choque oblicuas. Flujos en conducto de sección constante con rozamiento. Flujo adiabático en conducto de sección constante para un gas perfecto. Cálculo de pérdida de energía en conductos bajo condiciones adiabáticas.

BIBLIOGRAFÍA

Año: 2017, semestre: 1

Vigencia: 16/03/2012 - Actualidad

- White, F., Mecánica de los Fluidos, McGraw-Hill
- Streeter V. Mecánica de Fluidos, 9na. edición, Mc. Graw-Hill
- Gerhart, Gross y Hochstein, Mecánica de los Fluidos, Wiley
- Mott, Mecánica de Fluidos, Pearson
- Bird, Stewart y Lightfoot, Fenómenos de Transporte, Limusa.

ACTIVIDADES PRÁCTICAS

METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA

La metodología de la enseñanza de la asignatura apunta a que el estudiante de Ingeniería Industrial adquiera los conocimientos básicos que le permitan encarar el estudio de los escurrimientos de fluidos compresibles e incompresibles. Estos conocimientos están fuertemente orientados a proporcionar las herramientas indispensables para la comprensión y estudio del funcionamiento de las máquinas térmicas e hidráulicas y en el cálculo de tuberías industriales, temas estos que encontrará inevitablemente a lo largo de su ejercicio profesional. Para cumplir estos objetivos las clases se desarrollarán de acuerdo al siguiente esquema:- Una clase semanal teórica de 3 hs.- Una clase semanal teórico-práctica de 3 hs. Las clases teórico-prácticas incluyen un informe escrito de cada una.De esta manera la totalidad de clases teóricas y teórico-prácticas será de 96 hs semestrales.

SISTEMA DE EVALUACIÓN

Evaluaciones: Ajustadas a las reglamentaciones vigentes de Facultad.

MATERIAL DIDÁCTICO

La cátedra diseña y actualiza las guías de trabajos prácticos y de laboratorio:Trabajos teórico-prácticos:1) Vectores y tensores. 2) Viscosidad y conductividad térmica de gases y líquidos. 3) Soluciones exactas de Navier-Stokes. 4) Ecuación de la energía. 5) Medidores de flujo. 6) Factor de fricción en fluídos newtonianos y no-newtonianos. 7) Balances macroscópicos. 8) Bombas y compresores. 9) Flujo potencial: cálculo numé-rico. 10) Flujo potencial: singularidades, cilindro con circulación, perfiles hidrodinámicos.

ACTIVIDAD LABORATORIO-CAMPO


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