Material De Apoyo
Páginas: 30 (7434 palabras)
Publicado: 15 de mayo de 2012
TEMA II. HIDRODINÁMICA
MATERIAL DE APOYO A LAS CONFERENCIAS DICTADAS DEL TAMA II
INTRODUCCIÓN
La Mecánica de Fluidos puede subdividirse en dos campos principales: la Estática (o Hidrostática), que se ocupa de los fluidos en reposo y que estudiamos en el Tema I en la primera parte de esta asignatura; y la Dinámica (o Hidrodinámica), que aborda los fluidos en movimiento y que será nuestroobjeto de estudio en este tema II que iniciamos hoy.
El sistema de conocimientos a tratar consiste en los siguientes tópicos:
* Hidrodinámica. Ecuación fundamental de la hidrodinámica o ecuación de Bernoulli. Tipo de flujo. Línea, hilo y tubo de corriente. Definición de gasto. Ecuación de continuidad. Fuerzas que actúan sobre el fluido. Ecuaciones diferenciales del momento de un fluido ideal oecuaciones de Euler. Ecuación de Bernoulli por el fluido ideal según una línea de corriente. Interpretación energética de los términos de la ecuación de Bernoulli.
* Ecuación de Bernoulli por un tubo de corriente.
* Ecuación de Bernoulli para el fluido real. Ecuación de Bernoulli generalizada.
* Algunas aplicaciones de la ecuación de Bernoulli. Salida por un orificio. Ecuación deTorricelli. Tubo de Pitot. Tubo de Prandtl. El sifón. El eyector. Medición de gasto.
* Semejanza de modelos. Teoría de modelos. .Grupos adimensionales. Interpretación física de los grupos adimensionales.
* Resistencia de los fluidos en general. Paradoja de Alambert. Capa límite: resistencia de superficie. Régimen laminar y turbulento. Capa limite laminar y turbulenta. El número deReynolds. Desprendimiento de la capa límite: resistencia de forma. La energía perdida por la resistencia.
* Resistencia de superficie: pérdidas primarias en conductos cerrados o tuberías. Ecuación general de las pérdidas primarias: ecuación de Weisbach-Darcy. Cálculo del coeficiente de pérdidas primarias. Diagrama de Moody.
* Resistencia de forma: Pérdida secundarias o locales en conductoscerrados o tuberías. Primer método: ecuación fundamental de las pérdidas locales. El coeficiente de pérdidas locales. segundo método: longitud de tubería equivalente.
* Redes de distribución. Tuberías simples. Tuberías en serie. Tuberías en paralelo. Tuberías ramificadas. tuberías conectadas a bomba.
* Teorema de impulso en Mecánica de los Fluidos. Deducción de la ecuación de impulso o de lacantidad de movimiento. Aplicaciones. Fuerza sobre un codo. Fuerza sobre un álabe.
El Sistema de Habilidades de la Disciplina, el Sistema de Valores y las Indicaciones Metodológicas, Sistema de Evaluación y Bibliografía, ya se dieron en la parte introductoria de la asignatura, en la primera conferencia.
El Objetivo para esta parte se basa en “aplicar las Ecuaciones Fundamentales de laHidrodinámica en la solución de problemas de la profesión del ingeniero mecánico relacionados con el cálculo de parámetros hidráulicos (presión, velocidad, gasto, altura, secciones de flujo, etc.) en sistemas de tuberías simples, en serie y en paralelo, para flujos estacionarios de fluidos incompresibles y compresibles (incluye tuberías acopladas a bombas), estableciendo los esquema de análisiscorrespondientes, haciendo uso de instrumentos de medición de presiones (manómetros de columna de líquidos y otros tipos de manómetros), realizando sus conversiones de lecturas, lo que deberá estar alineado con la creación por parte de los estudiantes de una conciencia medio ambiental, de uso racional de los recursos, jurídica y acorde con los intereses de la defensa, haciendo empleo oportuno yadecuado de los aspectos históricos relacionados con esta ciencia ”.
En cuanto al sistema de evaluación es bueno recordar que en la primera semana correspondiente a este tema se orientará el TCE, el que se debe ir desarrollando paralelamente a la vez que se imparten los contenidos, lo que le propiciará al estudiante la oportunidad de ir aplicando los conocimientos teóricos recibidos en la...
MATERIAL DE APOYO A LAS CONFERENCIAS DICTADAS DEL TAMA II
INTRODUCCIÓN
La Mecánica de Fluidos puede subdividirse en dos campos principales: la Estática (o Hidrostática), que se ocupa de los fluidos en reposo y que estudiamos en el Tema I en la primera parte de esta asignatura; y la Dinámica (o Hidrodinámica), que aborda los fluidos en movimiento y que será nuestroobjeto de estudio en este tema II que iniciamos hoy.
El sistema de conocimientos a tratar consiste en los siguientes tópicos:
* Hidrodinámica. Ecuación fundamental de la hidrodinámica o ecuación de Bernoulli. Tipo de flujo. Línea, hilo y tubo de corriente. Definición de gasto. Ecuación de continuidad. Fuerzas que actúan sobre el fluido. Ecuaciones diferenciales del momento de un fluido ideal oecuaciones de Euler. Ecuación de Bernoulli por el fluido ideal según una línea de corriente. Interpretación energética de los términos de la ecuación de Bernoulli.
* Ecuación de Bernoulli por un tubo de corriente.
* Ecuación de Bernoulli para el fluido real. Ecuación de Bernoulli generalizada.
* Algunas aplicaciones de la ecuación de Bernoulli. Salida por un orificio. Ecuación deTorricelli. Tubo de Pitot. Tubo de Prandtl. El sifón. El eyector. Medición de gasto.
* Semejanza de modelos. Teoría de modelos. .Grupos adimensionales. Interpretación física de los grupos adimensionales.
* Resistencia de los fluidos en general. Paradoja de Alambert. Capa límite: resistencia de superficie. Régimen laminar y turbulento. Capa limite laminar y turbulenta. El número deReynolds. Desprendimiento de la capa límite: resistencia de forma. La energía perdida por la resistencia.
* Resistencia de superficie: pérdidas primarias en conductos cerrados o tuberías. Ecuación general de las pérdidas primarias: ecuación de Weisbach-Darcy. Cálculo del coeficiente de pérdidas primarias. Diagrama de Moody.
* Resistencia de forma: Pérdida secundarias o locales en conductoscerrados o tuberías. Primer método: ecuación fundamental de las pérdidas locales. El coeficiente de pérdidas locales. segundo método: longitud de tubería equivalente.
* Redes de distribución. Tuberías simples. Tuberías en serie. Tuberías en paralelo. Tuberías ramificadas. tuberías conectadas a bomba.
* Teorema de impulso en Mecánica de los Fluidos. Deducción de la ecuación de impulso o de lacantidad de movimiento. Aplicaciones. Fuerza sobre un codo. Fuerza sobre un álabe.
El Sistema de Habilidades de la Disciplina, el Sistema de Valores y las Indicaciones Metodológicas, Sistema de Evaluación y Bibliografía, ya se dieron en la parte introductoria de la asignatura, en la primera conferencia.
El Objetivo para esta parte se basa en “aplicar las Ecuaciones Fundamentales de laHidrodinámica en la solución de problemas de la profesión del ingeniero mecánico relacionados con el cálculo de parámetros hidráulicos (presión, velocidad, gasto, altura, secciones de flujo, etc.) en sistemas de tuberías simples, en serie y en paralelo, para flujos estacionarios de fluidos incompresibles y compresibles (incluye tuberías acopladas a bombas), estableciendo los esquema de análisiscorrespondientes, haciendo uso de instrumentos de medición de presiones (manómetros de columna de líquidos y otros tipos de manómetros), realizando sus conversiones de lecturas, lo que deberá estar alineado con la creación por parte de los estudiantes de una conciencia medio ambiental, de uso racional de los recursos, jurídica y acorde con los intereses de la defensa, haciendo empleo oportuno yadecuado de los aspectos históricos relacionados con esta ciencia ”.
En cuanto al sistema de evaluación es bueno recordar que en la primera semana correspondiente a este tema se orientará el TCE, el que se debe ir desarrollando paralelamente a la vez que se imparten los contenidos, lo que le propiciará al estudiante la oportunidad de ir aplicando los conocimientos teóricos recibidos en la...
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