Universidad de Jaén

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Guía docente 2018-19 - 13412016 - Mecánica de fluidos

TITULACIÓN: Grado en Ingeniería mecánica (13412016)
CENTRO: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (JAÉN)

TITULACIÓN: Doble Grado en Ingeniería mecánica e Ingeniería de organización industrial (13812022)
CENTRO: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (JAÉN)

TITULACIÓN: Doble Grado en Ingeniería eléctrica e Ingeniería electrónica industrial (13712026)
CENTRO: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (JAÉN)

TITULACIÓN: Grado en Ingeniería eléctrica (13512018)
CENTRO: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (JAÉN)

TITULACIÓN: Grado en Ingeniería electrónica industrial (13112020)
CENTRO: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (JAÉN)

TITULACIÓN: Grado en Ingeniería de organización industrial (13012016)
CENTRO: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (JAÉN)

TITULACIÓN: Doble Grado en Ingeniería eléctrica e Ingeniería mecánica (13612022)
CENTRO: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (JAÉN)

TITULACIÓN: Doble Grado en Ingeniería mecánica e Ingeniería electrónica industrial (13912026)
CENTRO: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (JAÉN)

CURSO ACADÉMICO: 2018-19
GUÍA DOCENTE
1. DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA
NOMBRE: Mecánica de fluidos
CÓDIGO: 13412016 (*) CURSO ACADÉMICO: 2018-19
TIPO: Obligatoria
Créditos ECTS: 6.0 CURSO: 2 CUATRIMESTRE: SC
WEB: http://dv.ujaen.es/docencia/goto_docencia_crs_312590.html
 
2. DATOS BÁSICOS DEL PROFESORADO
NOMBRE: GUTIÉRREZ MONTES, CÁNDIDO
IMPARTE: Teoría - Prácticas [Profesor responsable]
DEPARTAMENTO: U121 - INGENIERÍA MECÁNICA Y MINERA
ÁREA: 600 - MECÁNICA DE FLUIDOS
N. DESPACHO: A3 - 022 E-MAIL: cgmontes@ujaen.es TLF: 953212903
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/81290
URL WEB: http://www.fluidsujaen.es/
 
NOMBRE: BOLAÑOS JIMÉNEZ, Mª ROCIO
IMPARTE: Teoría
DEPARTAMENTO: U121 - INGENIERÍA MECÁNICA Y MINERA
ÁREA: 600 - MECÁNICA DE FLUIDOS
N. DESPACHO: A3 - 009 E-MAIL: rbolanos@ujaen.es TLF: 953212436
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/81421
URL WEB: www.fluidsujaen.es
 
NOMBRE: LUQUE ESCAMILLA, PEDRO LUIS
IMPARTE: Teoría - Prácticas
DEPARTAMENTO: U121 - INGENIERÍA MECÁNICA Y MINERA
ÁREA: 600 - MECÁNICA DE FLUIDOS
N. DESPACHO: A3 - 008 E-MAIL: peter@ujaen.es TLF: 953212864
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/58114
URL WEB: -
 
NOMBRE: LORITE DIEZ, MANUEL
IMPARTE: Prácticas
DEPARTAMENTO: U121 - INGENIERÍA MECÁNICA Y MINERA
ÁREA: 600 - MECÁNICA DE FLUIDOS
N. DESPACHO: A3 - 067 E-MAIL: mldiez@ujaen.es TLF: 953213002
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/94645
URL WEB: www.fluidsujaen.es
 
NOMBRE: RUIZ RUS, JAVIER
IMPARTE: Prácticas
DEPARTAMENTO: U121 - INGENIERÍA MECÁNICA Y MINERA
ÁREA: 600 - MECÁNICA DE FLUIDOS
N. DESPACHO: A3 - 067 E-MAIL: jrrus@ujaen.es TLF: 953213002
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/31238
URL WEB: www.fluidsujaen.es
 
3. PRERREQUISITOS, CONTEXTO Y RECOMENDACIONES
PRERREQUISITOS:
-
CONTEXTO DENTRO DE LA TITULACIÓN:

La asignatura Mecánica de Fluidos se trata de una asignatura enmarcada en la materia Ingeniería Térmica y de Fluidos. Esta asignatura se imparte en el segundo cuatrimestre del segundo curso.

La Mecánica de Fluidos pretende transmitir a los alumnos los conceptos fundamentales de las leyes que rigen el comportamiento de los fluidos, para que puedan entender y abordar problemas reales de Ingeniería en sus diversos campos de aplicación. Es obvio que la Mecánica de Fluidos comprende una amplia gama de problemas. Si bien desde el punto de vista del descriptor oficial de la asignatura y de su entorno docente se trata de iniciar a los futuros Ingenieros en Mecánica de Fluidos, el análisis del comportamiento de éstos, núcleo de dicha disciplina, debe atender al objetivo a que se destina, en este caso, a la aplicación práctica de los conocimientos, que en este estadio del aprendizaje se centra fundamentalmente en instalaciones hidráulicas.

    Hay que hacer referencia a otras ciencias dentro de la titulación que instrumentan y fundamentan la Mecánica de Fluidos. Es de destacar la importancia de la Física como base sobre la que se sustenta la Mecánica de Fluidos. Gracias a los recursos prestados por las Matemáticas adquieren forma y coherencia los logros teóricos y experimentales de la Mecánica de Fluidos.

    Por otra parte, los conocimientos adquiridos en esta asignatura se verán complementados en otras materias impartidas en el Grado de Ingeniería, tales como las Máquinas e Instalaciones de Fluidos, la Simulación de Flujos Industriales, la Fluidomecánica Industrial o la Energía Hidráulica y Eólica. La presente asignatura puede ser de suma utilidad en el estudio de otras materias como Ingeniería Térmica II (Mecánica), Instalaciones Térmicas en la Edificación y en la Industria(Mecánica), Proyectos, Máquinas Térmicas (Mecánica), Cinemática y Dinámica de Máquinas (Mecánica), Teoría de Estructuras (Mecánica), Diseño de Máquinas (Mecánica), Tecnología Energética (Organización), Centrales Eléctricas I y II (Electricidad), Generación de Energía Eléctrica con Energías Renovables (Electricidad) o Recursos Hidroeléctricos (Electricidad).

RECOMENDACIONES Y ADAPTACIONES CURRICULARES:

Haber superado las asignaturas de Física I y II, Matemáticas I y II, de primer curso, y Ampliación de Matemáticas e Ingeniería Térmica, de primer cuatrimestre de segundo curso.

El alumnado que presente necesidades específicas de apoyo educativo, lo ha de notificar personalmente al Servicio de Atención y Ayudas al Estudiante para proceder a realizar, en su caso, la adaptación curricular correspondiente.
4. COMPETENCIAS Y RESULTADOS DE APRENDIZAJE
código Denominación de la competencia
CB2R Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
CB3R Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
CB4R Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.
CC2 Conocimientos de los principios básicos de la mecánica de fluidos y su aplicación a la resolución de problemas en el campo de la ingeniería. Cálculo de tuberías, canales y sistemas de fluidos.
CT4 Capacidad para aplicar nuevas tecnologías incluidas las tecnologías de la información y la comunicación.
Resultados de aprendizaje
Resultado 10 Conocimiento de los principios de funcionamiento de instrumentos de medida presión, caudal y velocidad.
Resultado 11 Capacidad de aplicar el análisis dimensional y la semejanza física en el estudio de modelos.
Resultado 12 Conocimientos de las propiedades de flujos de interés en la ingeniería (flujo en conducto, flujo alrededor de perfiles, flujo en canales abiertos, etc.).
Resultado 7 Dominio de los principios básicos que gobiernan el movimiento de los fluidos.
Resultado 8 Interpretación física de los diferentes términos que aparecen en las ecuaciones de conservación de la mecánica de fluidos.
Resultado 9 Dominio a hora de aplicar balances de masa, cantidad de movimiento y energía en un volumen de control.
5. CONTENIDOS

Introducción al estudio de la Mecánica de Fluidos.
Fluidostática.
Cinemática de los fluidos.
Leyes de conservación en forma integral: ecuación de continuidad, ecuación de conservación de la cantidad de movimiento, ecuación de conservación de la energía.
Análisis dimensional y semejanza física.
Flujo en conductos.
Introducción al flujo en canales abiertos

Profesores responsables de la asignatura en castellano:  Pedro Luis Luque Escamilla y Rocío Bolaños Jiménez

 

1. Introducción al estudio de la Mecánica de Fluidos.  Introducción a la asignatura.- ¿Qué es un fluido? Propiedades.- Viscosidad y ley de Newton.- ¿Qué necesita el técnico saber sobre fluidos? Objetivos y simplificaciones fundamentales.-Conceptos básicos.- Estrategia en el estudio de los fluidos.

2. Fluidostática.  Ecuación fundamental de la hidrostática. Implicaciones. Fuerzas sobre superficies.  Arquímedes. Ejemplos. 

3. Cinemática de los fluidos. Campo fluido. Flujo estacionario. Flujo uniforme. Trayectoria, senda y línea de corriente.

4. Leyes de conservación. Introducción.- Leyes de conservación.- Teorema de transporte de Reynolds.- Ecuación de continuidad.-Ecuación de cantidad de movimiento y momento cinético.- Ecuación de la energía.-  I nterpretación física de las ecuaciones. Aplicaciones.

5. Análisis dimensional y semejanza física.  Fundamento del análisis dimensional. Teorema de Buckinham. Cálculo de parámetros adimensionales. Interpretación física. Semejanza.

6. Flujo en conductos.  Introducción.- Pérdidas de energía en flujos internos y externos.- Pérdidas de carga en tuberías: ecuaciones empíricas.- Pérdidas de carga en tuberías: ecuación de Darcy-Weissbach.- Factor de fricción.- Dependencia del factor de fricción con la rugosidad.- Dependencia del factor de fricción con el número de Reynolds: solución laminar y el problema turbulento.- Ecuaciones para calcular el factor de fricción. La ecuación de Colebrook.- Rugosidad natural y artificial.- Métodos de cálculo del factor de fricción en régimen turbulento: iteraciones, fórmulas aproximadas y diagramas. El diagrama de Moody.- Pérdidas locales.- Interferencia.

7. Introducción al flujo en canales abiertos.  Introducción y conceptos básicos.-Análisis Dimensional del problema general.-Clasificación de flujos en canales abiertos.- Flujo uniforme: pérdidas; análisis y diseño de instalaciones; sección óptima.- Flujo variado:energía específica; profundidad crítica; flujo sin fricción en canales rectangulares; resaltos hidráulicos.- Flujo gradualmente variado: planteamiento de la ecuación general y soluciones básicas.- Medidores y vertederos.

 

- Prácticas: se realizarán diferentes prácticas relacionadas con fluidostática, ecuaciones de conservación, flujo ideal, introducción al CFD o flujo en conductos.

6. METODOLOGÍA Y ACTIVIDADES
ACTIVIDADES HORAS PRESEN­CIALES HORAS TRABAJO AUTÓ­NOMO TOTAL HORAS CRÉDITOS ECTS COMPETENCIAS (códigos)
A1 - Clases expositivas en gran grupo
  • M1 - Clases magistrales
  • M2 - Exposición de teoría y ejemplos generales
  • M3 - Actividades introductorias
  • M4 - Conferencias
45.0 67.5 112.5 4.5
  • CB2R
  • CB3R
  • CB4R
  • CC2
  • CT4
A2R - Clases en pequeño grupo
  • M10R - Aulas de informática
  • M11R - Resolución de ejercicios
  • M12R - Presentaciones/exposiciones
  • M6R - Actividades practicas
  • M9R - Laboratorios
10.0 15.0 25.0 1.0
  • CC2
  • CT4
A3 - Tutorías colectivas/individuales
  • M14 - Supervisión de trabajos dirigidos
  • M15 - Seminarios
  • M16 - Debates
  • M17 - Aclaración de dudas
  • M18 - Comentarios de trabajos individuales
  • M19 - Presentaciones/exposiciones
5.0 7.5 12.5 0.5
  • CC2
  • CT4
TOTALES: 60.0 90.0 150.0 6.0  
 
INFORMACIÓN DETALLADA:

La metodología docente consistirá en tres tipos de actividades:

 

- Clases expositivas en el aula. En estas clases el profesor expondrá y explicará los conceptos anteriormente comentados. Asimismo, se resolverán ejercicios relacionados con la materia estudiada. Las metodologías empleadas serán: Clases magistrales, Exposición de teoría y ejemplos generales, Actividades introductorias y Conferencias.

- Sesiones de laboratorio: se llevarán a cabo un número total de cinco sesiones de laboratorio de dos horas cada, cuatro de ellas en el laboratorio experimental de mecánica de fluidos y una en el aula de ordenadores. Estas constarán de una introducción teórica, seguida de la adquisición las mediciones por los estudiantes. Los estudiantes posteriormente analizarán los resultados, comparándolos con los conceptos teóricos estudiados, y, finalmente, podrán realizar un informe final individual de cada sesión. Las metodologías utilizadas serán: Actividades prácticas, Laboratorios, Aulas de informática, Resolución de ejercicios, Presentaciones/exposiciones.

-Las sesiones de tutorías colectivas consistirán, fundamentalmente, en seminarios relacionados con la asignatura. Las metodologías empleadas en éstas y en las tutorías individuales serán: Supervisión de trabajos dirigidos, Seminarios, Debates, Aclaración de dudas, Comentarios de trabajos individuales, Presentaciones/exposiciones.

7. SISTEMA DE EVALUACIÓN
 
ASPECTO CRITERIOS INSTRUMENTO PESO
Asistencia y/o participación en actividades presenciales y/o virtuales Correcta intervención del estudiante en clase y tutoría. Observación y notas del profesor y el resto de los estudiantes. 5.0%
Conceptos teóricos de la materia Dominio del contenido teórico y práctico. Prueba escrita. 75.0%
Realización de trabajos, casos o ejercicios Correcta resolución de los trabajos propuestos. Claridad de la presentación y exposición de los mismos. Entrega de trabajos. 10.0%
Prácticas de laboratorio/campo/uso de herramientas TIC Correcto manejo de instrumentación y procesamiento y análisis de datos. Evaluación de las prácticas mediante prueba. 10.0%
El sistema de calificación se regirá por lo establecido en el RD 1125/2003 de 5 de septiembre por el que se establece el sistema europeo de créditos y el sistema de calificaciones en la titulaciones universitarias de carácter oficial
INFORMACIÓN DETALLADA:

A la hora de obtener la calificación definitiva será necesario haber obtenido una nota mínima en el examen escrito para proceder a hacer la media.

La realización de las prácticas es obligatoria. Si un alumno no ha asistido a todas las sesiones de prácticas de laboratorio, no podrá examinarse de la asignatura y, por tanto, no será calificado.

Por medio de los distintos instrumentos de evaluación, se evaluarán las competencias, y en especial las CC2 y CT4, así como los resultados correspondientes.

8. DOCUMENTACIÓN / BIBLIOGRAFÍA
ESPECÍFICA O BÁSICA:
  • Mecánica de fluidos. Edición: -. Autor: Crespo Martínez, Antonio. Editorial: Madrid: Thomson, 2006  (C. Biblioteca)
  • Introducción a la mecánica de fluidos. Edición: 2ª ed. (actualizada). Autor: Fox, Robert W.. Editorial: México [etc.]: McGraw-Hill, cop. 1989  (C. Biblioteca)
  • Mecánica de fluídos: fundamentos y aplicaciones. Edición: -. Autor: Çengel, Yunus A.. Editorial: México : McGraw-Hill, 2006.  (C. Biblioteca)
  • Fundamentos de mecánica de fluidos. Edición: -. Autor: Munson, Bruce R.. Editorial: México D. F.: Limusa, cop. 2003  (C. Biblioteca)
  • Mecánica de fluidos: una introducción física. Edición: -. Autor: Smits, Alexander J.. Editorial: México: Alfaomega, cop. 2003  (C. Biblioteca)
  • Ingeniería fluidomecánica . Edición: -. Autor: Marcos Vera Coello, Immacualda Iglesias Estradé, Antonio Sánchez Pérez y Carlos Martínez Bazán. Editorial: Madrid: Paraninfo, 2012  (C. Biblioteca)
  • Fluid Dynamics. An Introduction. Edición: First Edition. Autor: Rieutord, Michel. Editorial: Springer  (C. Biblioteca)
  • Introducción a la mécanica de fluidos. Edición: -. Autor: Gordillo Arias de Saavedra, José Manuel. Editorial: Madrid : Paraninfo, 2017  (C. Biblioteca)
GENERAL Y COMPLEMENTARIA:
  • Mecánica de fluidos con aplicaciones en ingeniería. Edición: 9ª ed. Autor: Franzini, Joseph B.. Editorial: Madrid: McGraw-Hill, D. L. 1999  (C. Biblioteca)
  • Mecánica de fluidos. Edición: 2ª ed. Autor: Crowe, Clayton T.. Editorial: México: Grupo Editorial Patria, 2007  (C. Biblioteca)
  • Mecánica de fluidos. Edición: 3ª ed. Autor: Potter, Merle C.. Editorial: Australia: Thomson, imp. 2003  (C. Biblioteca)
  • Fundamentals of fluid mechanics. Edición: -. Autor: -. Editorial: New York [etc.]: Wiley, cop. 1999  (C. Biblioteca)
  • Student solutions manual to accompany a brief introduction to fluid mechanics. Edición: 2nd ed. Autor: Young, Donald F.. Editorial: New York: John Wiley, cop. 2003  (C. Biblioteca)
  • Fundamental mechanics of fluids. Edición: 3rd. ed. Autor: Currie, I.G.. Editorial: New York: Marcel Dekker, cop.2003
  • Introduction to fluid mechanics. Edición: 4th ed. Autor: Janna, William S. Editorial: Boca Raton : CRC Press, cop. 2010  (C. Biblioteca)
9. CRONOGRAMA (segundo cuatrimestre)
Semana A1 - Clases expositivas en gran grupo A2R - Clases en pequeño grupo A3 - Tutorías colectivas/individuales Trabajo autónomo Observaciones
Nº 1
28 ene - 3 feb 2019
3.00.00.0 0.0 De manera ORIENTATIVA, la temporalidad de la asignatura será: TEMA 1 (intro) 
Nº 2
4 - 10 feb 2019
3.00.01.0 0.0 TEMA 2 (fluidostática) + TUT. COLECTIVA 
Nº 3
11 - 17 feb 2019
3.02.01.0 0.0 TEMA 2 (fluidostática) + TUT. COLECTIVA + PRÁCTICA 1 
Nº 4
18 - 24 feb 2019
3.00.00.0 0.0 TEMA 2 (fluidostática)  
Nº 5
25 feb - 3 mar 2019
3.02.00.0 0.0 TEMA 3 (cinemática) + PRÁCTICA 2 
Nº 6
4 - 10 mar 2019
3.00.00.0 0.0 TEMA 4 (ec. conservación) + TEMA 5 (ec. continuidad)  
Nº 7
11 - 17 mar 2019
3.02.01.0 0.0 TEMA 6 (ec. cantidad mov.) + PRÁCTICA 3 + TUT. COLECTIVA  
Nº 8
18 - 24 mar 2019
3.00.00.0 0.0 TEMA 6 (ec. cantidad mov.)  
Nº 9
25 - 31 mar 2019
3.02.00.0 0.0 TEMA 7 (ec. energía) + PRÁCTICA 4  
Nº 10
1 - 7 abr 2019
3.00.00.0 0.0 TEMA 8 (resolución prob. ec. cons.)  
Nº 11
8 - 14 abr 2019
3.00.00.0 0.0 TEMA 9 (analisis dim.) 
Período no docente: 15 - 21 abr 2019
Nº 12
22 - 28 abr 2019
3.02.01.0 0.0 TEMA 9 (analisis dim.) + TEMA 10 (flujo en conductos) + PRÁCTICA 5 + TUT. COLECTIVA  
Nº 13
29 abr - 5 may 2019
3.00.01.0 0.0 TEMA 10 (flujo en conductos) + TUT. COLECTIVA  
Nº 14
6 - 12 may 2019
3.00.00.0 0.0 TEMA 10 (flujo en conductos) + TEMA 11 (flujo en canales abiertos) 
Nº 15
13 - 17 may 2019
3.00.00.0 0.0 TEMA 11 (flujo en canales abiertos 
Total Horas 45.0 10.0 5.0 0.0