Apuntes Ingeniería Fluidomecánica

TEMARIO INGENIERÍA FLUIDOMECÁNICA
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Tema 1.- Conceptos generales y propiedades de los fluidos
Definiciones y clasificaciones propias de la Mecánica de Fluidos. Principales propiedades de los fluidos

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Tema 2.- Estática de fluidos
Definición de presión y sus propiedades. Ecuación fundamental de la estática. Cálculo de fuerzas sobre superficies. Cálculo de
momentos.

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Tema 3.-Ecuaciones generales de la Mecánica de Fluidos
Balance de masa y energía. Aproximación de flujo unidimensional. Ecuación de continuidad. Ecuación de Bernoulli. Altura de
un fluido. Pérdidas de carga. Ecuación de Bernoulli generalizada. Cálculo de fuerzas.

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Tema 4.- Análisis dimensional y semejanza
Fundamentos del análisis dimensional. Dimensionales característicos de la Mecánica deFluidos y su ámbito de aplicación.
Condiciones de semejanza.

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Tema 5.- Resistencia en flujos: capa límite
Concepto de capa límite. Capa límite de una placa plana. Resistencia de superficie. Desprendimiento de la capa límite.
Resistencia de forma y resistencia total.

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Tema 6.- Resistencia en conducciones
Ecuación general de pérdidas de carga en conducciones. Pérdidas de carga entuberías: ecuación de Darcy-Weissbach.
Coeficiente de fricción en tuberías: ecuación de Colebrook y diagrama de Moody. Pérdidas de carga secundarias: longitud
equivalente y factor de paso.

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Tema 7.- Fundamentos de circuitos hidráulicos y sistemas de distribución
Conexión de tuberías en serie y paralelo. Nociones generales de redes de distribución de agua. Redes ramificadas. Redes
malladas.Golpe de ariete y dispositivos necesarios para controlarlo.

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Tema 8.- Máquinas hidráulicas
Definición de máquinas hidráulicas. Clasificación. Funcionamiento. Turbinas hidráulicas. Bombas hidráulicas. Sistemas básicos
de bombeo. Cavitación. Determinación del punto de operación de una bomba. Criterios de selección.

CONCEPTOS GENERALES Y PROPIEDADES DE
LOS FLUIDOS

1.1.- CONCEPTOSGENERALES
Mecánica de Fluidos:
Fluidos
estudia las leyes que rigen el comportamiento de los fluidos
- en equilibrio → Hidrostática (Fluidoestática)
- en movimiento → Hidrodinámica (Fluidodinámica)

Fluidos.- líquidos y gases
Principales características:
características:
* Baja cohesión molecular → carecen de forma propia

- adaptan la forma del recipiente que los contieneLíquidos.-

Volumen definido
Poseen superficie libre (plana)

Gases.-

Ocupan el volumen del recipiente que los contiene
No presentan superficie libre

RESUMEN
Sólidos
Alta resistencia a cambio de forma
Alta resistencia a cambio de volumen
Líquidos
Baja resistencia a cambio de forma
Alta resistencia a cambio de volumen
Gases
Baja resistencia a cambio de forma
Baja resistencia a cambiode volumen
→ Comportamiento análogo de fluidos en conductos cerrados
→ Comportamiento diferente de fluidos en conductos abiertos

- Compresibilidad
Líquidos → poco compresibles
Gases → compresibles
excepto si ∆P pequeñas (≤ 100mbar)
Ejemplo:
ventilador → ∆P ≈ 10mbar → trabajan con fluido incompresible
compresor → ∆P ≈ 7 bar → trabajan con fluido compresibles

Fluidos incompresibles→
↓

Mecánica de Fluidos

Máquinas Hidráulicas

→

Fluidos compresibles

Termodinámica

↓
Máquinas Térmicas

Gran variedad de fluidos
AGUA / AIRE
combustibles, lubricantes, alcohol, sangre ...

el agua

Estructura molecular

puentes de hidrógeno → elevado Pf y Pe del agua

Usos
urbano: doméstico y municipal

Agrícola y ganadero

Generación de energíahidroeléctrica

“Aplicaciones de la Mecánica de fluidos”
Fluido = agua
oceanografía
ingeniería naval
canalizaciones y conducciones hidráulicas
estructuras hidráulicas
aprovechamiento de energía hidráulica
estaciones de bombeo…..

Fluido = aire
Aeronáutica
Meteorología
Refrigeración y aire acondicionado
Control y transmisión neumática…..

También aplicaciones en: flujo sanguíneo,...