1. datos generales de la unidad de aprendizaje (ua) o ... · identifica y organiza la información...

UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA

1. DATOS GENERALES DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE (UA) O ASIGNATURA

Nombre de la Unidad de Aprendizaje (UA) o Asignatura Clave de la UA

Laboratorio de Máquinas Hidráulica IT450

Modalidad de la UA Tipo de UA Área de formación Valor en créditos Escolarizada Laboratorio Especializante obligatoria 2

UA de pre-requisito UA simultaneo UA posteriores

Ninguna Máquinas Hidráulicas Ninguna

Horas totales de teoría Horas totales de práctica Horas totales del curso

0 34 34

Licenciatura(s) en que se imparte Módulo al que pertenece

Ingeniería Mecánica Eléctrica Elementos y equipos mecánicos

Departamento Academia a la que pertenece

Mecánica Eléctrica Ingeniería de Fluidos

Elaboró Fecha de elaboración o revisión Miguel G. Ortega Rosales

Laura A. Zamora Quintana Araceli Ceja Villanueva

02 de Mayo de 2018

2. DESCRIPCIÓN DE LA UA O ASIGNATURA Presentación

El estudio de las máquinas hidráulicas desde el punto de vista del laboratorio donde se puede experimentar incide en el aprendizaje significativo de los estudiantes ya que empata la teoría con la práctica y se puede tener la experiencia en los laboratorios de reproducir los fenómenos propios de las máquinas hidráulicas. Es importante haber estudiado con anticipación los fundamentos teóricos que rigen el comportamiento de la maquinaria hidráulica ya que entonces se podrán analizar los modelos teóricos y experimentales, su funcionamiento y sus aplicaciones.

Relación con el perfil

Modular De egreso


Este módulo “Elementos y equipos mecánicos” proporciona la base para el desarrollo de las competencias particulares establecidas en el perfil de egreso referente a la maquinaria hidráulica.

a. Desarrolla conocimientos básicos de las ciencias y conocimientos avanzados de las ciencias aplicadas de las áreas de la energía mecánica y eléctrica

b. Tiene las capacidades de desarrollar, a base de análisis de problemas de ingeniería, soluciones prácticas a los problemas, diseña y propone soluciones y es capaz de desarrollas prototipos y sistemas para controlar operaciones y procesos

c. Propone modelos experimentales y evaluar sus resultados.

Competencias a desarrollar en la UA o Asignatura

Transversales Genéricas Profesionales

Estructura argumentos lógicos para defender su opinión personal. Expresa ideas a través de un uso correcto del lenguaje escrito. Regula sus propios aprendizajes, desarrollando el autoaprendizaje y la investigación en su propio nivel. Desarrolla con creatividad sus actividades. Trabaja en equipo desarrollando trabajo colaborativo. Muestra Interés por aprender. Desarrolla el pensamiento crítico. Mejora la habilidad para la comunicación oral y escrita. Resuelve situaciones problemáticas con éxito. Maneja en forma adecuada situaciones de estrés.

Establece relaciones de dependencia entre las variables que componen la teoría del impulsor. Aplica los modelos matemáticos desarrollados para el cálculo de las principales variables de las turbomáquinas hidráulicas. Interpreta en forma adecuada las ecuaciones para el cálculo de las pérdidas rendimientos y potencias.

Aplica el lenguaje formal y modelos matemáticos para la búsqueda de soluciones a problemas característicos del área de las obras hidráulicas para generación de energía eléctrica y la maquinaria hidráulica, teniendo presente el impacto social y ambiental que estos sistemas generan. Interpreta fenómenos reales a partir del uso de conceptos y procedimientos matemáticos. Elabora proyectos de centrales hidroeléctricas con base en un trabajo colaborativo organizado y eficaz. Simula matemáticamente una situación o fenómeno mediante la abstracción de las relaciones de dependencia entre las variables que intervienen en las turbomáquinas. Emplea herramientas computacionales en la resolución de problemas de bombas y turbinas hidráulicas Genera las curvas de funcionamiento de las bombas hidráulicas y turbinas, y las interpreta correctamente. Resuelve problemas de bombas y turbinas hidráulicas a partir de datos experimentales Correlaciona las similitudes, geométrica, cinemática y dinámica entre un modelo y su prototipo. Interpreta gráficamente las curvas de isoeficiencia de la maquinaria hidráulica. Selecciona maquinaria hidráulica partir del catálogo de fabricantes.

Saberes involucrados en la UA o Asignatura

Saber (conocimientos) Saber hacer (habilidades) Saber ser (actitudes y valores) Identifica las características y componentes de las Bombas Realiza experimentos en el equipo de bombas centrífugas serie-paralelo Realiza la prueba completa de la bomba individual Construye las curvas características de las bombas.

Identifica y organiza la información que se requiere para resolver un problema de bombeo en su entorno. Acuerda metas en común para organizar el trabajo en equipo, fomentando el trabajo colaborativo. Discrimina y analiza información relevante de bombas y turbinas.

Muestra seguridad al hablar y transmitir mensajes. Cumple con los acuerdos establecidos en equipo. Escucha la opinión de sus compañeros y expresa la suya con apertura. Presenta sus productos en tiempo y forma, de tal manera que demuestra interés y cuidado en su


Desarrolla la Prueba completa de dos bombas en serie, de dos bombas en paralelo, de la bomba tipo difusor y de la bomba axial. Identifica los fenómenos transitorios. Construye las Curvas de isoeficiencia de turbomaquinaria. Identifica las condiciones de operación a través de las curvas de isoeficiencia de las turbinas hidráulicas. Calcula los parámetros principales de las Turbinas: Pelton, Francis, Kaplan y Radial.

Utiliza conceptos teóricos para obtener parámetros de selección de maquinaria hidráulica. Utiliza argumentos formales para justificar la selección de un

tipo de bomba en particular para el sistema de bombeo

diseñado.

Aplica los conocimientos en la práctica. Desarrolla la habilidad para buscar, procesar y analizar información procedente de diversas fuentes técnicas. Resuelve problemas relacionados a la generación de energía eléctrica a través de maquinaria hidráulica en el contexto nacional. Mejora la capacidad para la toma de decisiones basado en la normatividad. Utiliza con efectividad el software para realizar gráficas de comportamiento de maquinaria. Gestiona proyectos relacionados a las bombas y turbinas hidráulicas en su entorno social con apego a la normatividad.

trabajo. Es responsable con la sociedad y muestra compromiso ciudadano. Capacidad crítica y autocrítica. Trabaja de forma colaborativa cuando interactúa en equipo con sus compañeros. Muestra compromiso con la preservación del medio ambiente. Desarrolla la Habilidad para trabajar en forma autónoma. Valoración y respeto por la diversidad multicultural. Desarrollo de espíritu emprendedor.

Producto Integrador Final de la UA o Asignatura

Título del Producto: Portafolio de evidencias con los reportes de experimentos realizados con equipos de bombas y turbinas hidráulicas.

Objetivo: Documentar las actividades realizadas a lo largo del semestre para tener herramientas para la reflexión y evaluación del logro de las competencias a desarrollar con esta Unidad de aprendizaje. En forma individual, concentrar en un solo archivo las evidencias que se trabajaron a lo largo del ciclo escolar haciendo énfasis en el estudio comparativo de las bombas hidráulicas y las curvas de isoeficiencia de bombas y turbinas hidráulicas, procesando y graficando los datos obtenidos y graficarlos, emitiendo conclusiones.


3. ORGANIZADOR GRÁFICO DE LOS CONTENIDOS DE LA UA O ASIGNATURA


4. SECUENCIA DEL CURSO POR UNIDADES TEMÁTICAS

Unidad temática 1: Clasificación y componentes de bombas hidráulicas

Objetivo de la unidad temática:

• Distinguir la clasificación general de las bombas, sus componentes y funcionamiento.

Introducción:

Es importante conocer la clasificación general de las bombas hidráulicas, ya que su aplicación y funcionamiento están directamente relacionados con dicha clasificación.

En esta unidad temática se abordan los componentes principales con que la mayoría de las bombas hidráulicas están equipadas, estudiando su funcionamiento ya que la eficiencia de la máquina tiene influencia directa por el estado que guarden dichos componentes.

Contenido temático Saberes involucrados Producto de la unidad temática

1. Clasificación y componentes de las bombas. 1.1 Clasificación de las bombas hidráulicas. 1.2 Componentes de bombas hidráulicas. 1.3 Materiales de construcción.

Organiza la información que se requiere para resolver un problema de bombeo en su entorno. Comprende la clasificación de las bombas hidráulicas. Desarrolla la habilidad para buscar, procesar y analizar información procedente de diversas fuentes técnicas que se relacione con los materiales de construcción de las bombas hidráulicas. Discrimina y analiza información relevante de bombas y turbinas. Identifica y describe los componentes principales que constituyen a las bombas hidráulicas. Acuerda metas en común para organizar el trabajo en equipo, fomentando el trabajo colaborativo.

Ensayo de primer orden de los capítulos I y II del libro de “Bombas, diseño, aplicación, instalación” de Manuel Viejo Zubicaray (revisar bibliografía), el cual debe contener clasificación de las bombas, sus componentes y la descripción de los mismos.

Actividades del docente Actividades del estudiante Evidencia de la

actividad Recursos y materiales

Tiempo destinado

Expone con apoyo de las Tic la clasificación y componentes de las bombas hidráulicas, explicando en forma clara su funcionamiento. Con ayuda de modelos físicos de diferentes impulsores expone la clasificación de los mismos. En modelos físicos de bombas hidráulicas, el profesor ayuda al alumno a identificar las diferentes partes y su funcionamiento en conjunto. Evalúa la participación y evidencia entregada.

Con anticipación el alumno se documenta en bibliografía pertinente acerca del tema a desarrollar en esta sesión de laboratorio. Con ayuda de los modelos físicos de los diferentes impulsores los clasifica por su altura, construcción mecánica, caudal, Velocidad específica, dirección del flujo, tipo de succión. Con ayuda de los modelos físicos de las bombas hidráulicas, identifican los elementos que las constituyen, su funcionamiento y su clasificación.

Ensayo con la clasificación de las bombas, sus componentes y la descripción de los mismos, así como las conclusiones.

Libros de texto Manuales de prácticas Modelos físicos Fuentes electrónicas Computadora Equipo de laboratorio.

2

Unidad temática 2: Equipo de bombas centrífugas serie-paralelo.


Probar el funcionamiento del equipo de bombas centrífugas serie paralelo para que en el futuro su manejo sea adecuado.


Conocer el principio de funcionamiento de los diversos instrumentos de medición y control para poder obtener lecturas correctas en el equipo.

Introducción:

El equipo de bombas centrífugas serie-paralelo es un equipo didáctico en el cual se pueden realizar pruebas de funcionamiento de las bombas en forma individual o combinarlas al conectarlas en serie o paralelo. Dicho equipo permite obtener las características de funcionamiento de las bombas bajo diferentes condiciones de operación.


2.- Equipo de bombas centrífugas serie-paralelo.

2.1 Descripción del equipo de bombas centrifugas serie paralelo. 2.2 Funcionamiento del equipo de bombas centrifugas serie

paralelo. 2.2 Cálculo de parámetros principales de bombas radiales.

Acuerda metas en común para organizar el trabajo en equipo, fomentando el trabajo colaborativo. Analiza la información relevante a partir de la toma de datos en los instrumentos de medición del equipo de bombas centrifugas serie paralelo. Aplica los conocimientos teóricos de máquinas hidráulicas en la práctica. Utiliza el pensamiento lógico matemático en el cálculo de los parámetros de diseño de bombas radiales. Desarrolla la habilidad para buscar, procesar y analizar información relevante del equipo de bombas centrifugas. .

Síntesis de la descripción del equipo y funcionamiento de los instrumentos de medición. Cálculo completo y desglosado de una corrida tomada directamente en el equipo.



Tiempo destinado

Se dan indicaciones generales de la práctica Explica el funcionamiento de los instrumentos de medición en el equipo haciendo énfasis en las unidades de medición de cada uno de ellos. Se pone en funcionamiento el equipo siguiendo el procedimiento establecido en el manual para ello, supervisando las etapas del proceso, para hacerlo de manera adecuada. Supervisa la toma de lecturas en forma individual y grupal. Supervisa el cálculo de los parámetros de bomba individual. Evalúa las evidencias de las actividades realizadas.

Con el manual en mano, identifica los componentes que constituyen el equipo. Con la supervisión del profesor, pone en marcha el equipo de laboratorio y lo lleva a las condiciones de prueba. Visualiza el funcionamiento de los instrumentos de medición en el equipo ya en funcionamiento. Realiza la toma de lecturas. Apaga el equipo de acuerdo con el instructivo del mismo. Realiza los cálculos pertinentes a la práctica. Calcula la corrida asignada.

Síntesis de la descripción del equipo. Corrida con cálculos desglosados.

Manual de prácticas del laboratorio. Libro de texto Equipo de laboratorio Calculadora.

2

Unidad temática 3: Bomba Radial


• Realizar la prueba completa de la bomba radial.

• Obtener las curvas características de funcionamiento de la bomba radial.

Introducción:


Una herramienta importante para la selección de las bombas hidráulicas son las curvas características de funcionamiento, dicho en otras palabras, esto es la caracterización del equipo, por lo que en esta unidad temática se procede a ello, para lo cual es necesario identificar los parámetros que permanecen constantes durante la prueba y que se mantendrán a lo largo de las prácticas subsecuentes.


3.- Bomba Radial 3.1 Prueba completa de la bomba radial individual que comprende: 3.2 Cálculo de los parámetros de bombas radiales. 3.3 Interpretación gráfica de los resultados de bomba radial. .

Usando una bomba centrífuga radial: Identifica y organiza la información que se requiere para resolver un problema de bombeo en su entorno. Acuerda metas en común para organizar el trabajo en equipo, fomentando el trabajo colaborativo. Aplica y analiza información relevante de bombas. Utiliza conceptos teóricos para obtener parámetros de selección de maquinaria hidráulica. Utiliza argumentos formales para justificar la selección

de un tipo de bomba en particular para el sistema de

bombeo diseñado.

Es capaz de aplicar los conocimientos en la práctica eficazmente.

Hoja de cálculo llena. Gráficas de las curvas características de la bomba individual.

Actividades del docente Actividades del estudiante Evidencia o de la


Tiempo destinado

Organiza a los alumnos en equipo para la toma de datos. Dirige la puesta en marcha del equipo. Supervisa el funcionamiento del equipo durante toda la prueba. Supervisa la toma de datos por parte de los alumnos para que sea correcta y eficiente. Supervisa la aplicación de fórmulas y realización de cálculos. Evalúa el producto de la unidad temática.

Previamente lee la práctica correspondiente y hace su formulario. Organizado en equipos: Selecciona las condiciones bajo las que se realizará la prueba. Pone en funcionamiento el equipo siguiendo el instructivo. Realiza el levantamiento de datos. Apaga con seguridad el equipo siguiendo el instructivo. De forma individual: Realiza el análisis de los datos experimentales obtenidos, calculando los parámetros característicos de la máquina hidráulica. Realiza la gráfica de interpretación de los datos obtenidos.

Hoja de cálculo llena. Gráfica con curvas características del funcionamiento de la bomba individual.

Manual de prácticas del laboratorio. Libro de texto Equipo de laboratorio Calculadora. Computadora. Programas de cómputo para graficado y cálculos. Instrumentos de dibujo.

2

Unidad temática 4: Curvas características de las bombas


• Graficar las curvas características de funcionamiento de las bombas.

Introducción:

Las curvas características de funcionamiento de las máquinas hidráulicas son un instrumento que permite visualizar el comportamiento de cada máquina hidráulica bajo


diferentes condiciones de operación, además contienen la información para la selección de las máquinas hidráulicas y para el proyecto de los sistemas de bombeo.


4.- Curvas características de las bombas: 4.1 Altura útil vs Caudal. 4.2 Potencia útil vs caudal. 4.3 Potencia de accionamiento vs caudal. 4.4 Potencia eléctrica vs caudal. 4.5 Eficiencia vs caudal.

Identifica y organiza la información que se requiere para graficar los diferentes parámetros. Utiliza argumentos formales para justificar la selección de un


diseñado.

Aplica los conocimientos teóricos en la práctica. Desarrolla la habilidad para buscar, procesar y analizar información procedente de diversas fuentes técnicas. Mejora la capacidad para la toma de decisiones basado en la normatividad.

Gráficas de las curvas características de la prueba completa de la bomba individual.



Tiempo destinado

Explica de manera general la construcción de las curvas características de las bombas. Auxilia a los alumnos para que dimensionen en forma correcta su hoja de trabajo (selección de escalas). Explica la construcción de la primera curva característica, por ejemplo, altura útil vs caudal y supervisa el trabajo de los alumnos. Explica la construcción de la segunda curva característica, por ejemplo potencia útil vs caudal y supervisa el trabajo de los alumnos. Evalúa el producto integrador.

Repasa las características de los gráficos según la estadística. Elige las escalas de las diferentes variables que se graficarán. Desarrolla a lápiz las gráficas de las curvas características de funcionamiento de la bomba individual. Estas curvas son:

• Altura útil vs Caudal.

• Potencia útil vs caudal.

• Potencia de accionamiento vs caudal.

• Potencia eléctrica vs caudal.

• Eficiencia vs caudal.

Gráficos de curvas características de funcionamiento de la bomba individual.

Papel cuadriculado. Manual de prácticas del laboratorio. Libro de texto Proyector. Calculadora. Computadora. Programas de cómputo para graficado. Instrumentos de dibujo.

2

Unidad temática 5: Bombas en serie


• Realizar la Prueba completa de dos bombas conectadas en serie.

• Obtener las curvas características de funcionamiento de las bombas conectadas en serie.

Introducción:

Una herramienta importante para la selección de las bombas hidráulicas son las curvas características de funcionamiento, dicho en otras palabras esto es la caracterización del equipo, por lo que en esta unidad temática se procede a ello, para lo cual es necesario identificar los parámetros que permanecen constantes durante la prueba y que se mantendrán a lo largo de las prácticas subsecuentes, utilizando las dos unidades de bombeo del equipo del laboratorio conectadas en serie.



5.- Bombas en serie 5.1 Prueba completa de dos bombas conectadas en serie 5.2 Cálculo de los parámetros de bombas radiales. 5.3 Interpretación gráfica del funcionamiento de las bombas conectadas en paralelo.

Identifica y organiza la información que se requiere para resolver problema de bombas conectadas en serie. Acuerda metas en común para organizar el trabajo en equipo, fomentando el trabajo colaborativo. Analiza información relevante respecto a las bombas conectadas en serie. Utiliza conceptos teóricos para obtener parámetros de selección de maquinaria hidráulica. Utiliza argumentos claros para justificar la selección de un

acomodo en serie de bombas hidráulicas para un proyecto

determinado.

Es capaz de aplicar los conocimientos en la práctica. Desarrolla la habilidad para buscar, procesar y analizar información procedente de diversas fuentes técnicas. Mejora la capacidad para la toma de decisiones basado en la normatividad.

Hoja de cálculo llena. Gráfica de las curvas características de las bombas conectadas en serie.

Actividades del docente Actividad del estudiante Evidencia de la


Tiempo destinado

Organiza a los alumnos en equipos para la toma de datos. Dirige la puesta en marcha del equipo. Supervisa el funcionamiento del equipo durante toda la prueba. Supervisa la toma de datos por parte de los alumnos para que se realice en forma correcta. Supervisa y da acompañamiento a los estudiantes en la aplicación de ecuaciones y la realización de los cálculos. Evalúa el producto de la unidad temática.

Previamente lee la práctica correspondiente y hace su formulario. Organizado en equipos: Selecciona las condiciones bajo las que se realizará la prueba. Pone en funcionamiento el equipo siguiendo el instructivo. Realiza el levantamiento de datos. Apaga con seguridad el equipo siguiendo el instructivo. En forma individual: Realiza el análisis de los datos experimentales obtenidos, calculando los parámetros característicos de la máquina hidráulica. Realiza la gráfica de interpretación de los datos obtenidos.

Hoja de cálculo llena. Gráfica con curvas características de funcionamiento de la bomba.


2

Unidad temática 6: Bombas en paralelo.


• Realizar la Prueba completa de dos bombas en paralelo.

• Obtener las curvas características de funcionamiento de las bombas conectadas en paralelo.

Introducción:

Las bombas conectadas en paralelo tienen como características principales que se dispone de un mayor caudal que un acomodo en serie de dichas unidades puede proporcionar, pero en contraparte solo se obtendrá la altura de bombeo que una de las dos máquinas puede entregar.


Por lo que a la largo de esta unidad temática es de gran importancia identificar los parámetros que permanecen constantes durante la prueba y cuales deben variar e identificar de antemano en que forma se presentará dicha variación cuando se realice la prueba en paralelo.


6.- Bombas en paralelo.

6.1 Prueba completa de dos bombas conectadas en paralelo 6.2 Cálculo de los parámetros de bombas en paralelo. 6.3 Interpretación gráfica del funcionamiento de las bombas conectadas en paralelo.

Identifica la información que se requiere para resolver problemas de bombas conectadas en paralelo. Acuerda metas en común para organizar el trabajo en equipo, fomentando el trabajo colaborativo. Realiza cálculos de sistemas de bombeo en paralelo Utiliza argumentos formales para justificar los resultados

obtenidos a partir de sistemas conectados en paralelo.

Utiliza las Tic para desarrollar las curvas características de las bombas conectadas en paralelo. .

Hoja de cálculo llena. Graficado de las curvas características de las bombas conectadas en paralelo.



Tiempo destinado

Organiza a los alumnos en equipos para la toma de datos. Dirige la puesta en marcha del equipo. Supervisa el funcionamiento del equipo durante toda la prueba. Supervisa la toma de datos por parte de los alumnos para que sea correcta y eficiente. Supervisa y acompaña en la aplicación de las ecuaciones y cálculos que corresponden a un acomodo en paralelo. Evalúa el producto de la unidad temática.

Previamente lee la práctica correspondiente y hace su formulario. Organizado en equipos: Selecciona las condiciones bajo las que se realizará la prueba. Pone en funcionamiento el equipo siguiendo el instructivo. Realiza el levantamiento de datos. Apaga con seguridad el equipo siguiendo el instructivo. En forma individual: Realiza el análisis de los datos experimentales obtenidos calculando los parámetros característicos de la máquina hidráulica. Realiza la gráfica de interpretación de los datos obtenidos.



2

Unidad temática 7: Curvas de isoeficiencia.


• Desarrollar la práctica que permita obtener las curvas de isoeficiencia para bombas hidráulicas.

Introducción:

Las curvas de isoeficiencia de las máquinas hidráulicas muestran las eficiencias desarrolladas por las máquinas bajo diferentes condiciones de operación y son un instrumento que utiliza para la selección de bombas y turbinas en campo, además que muestra el comportamiento general de la máquina hidráulica, por lo que son una herramienta muy poderosa en el mundo de las máquinas hidráulicas y que todo Ingeniero que aborde temas de maquinaria hidráulica debe saber interpretar.



7.- Curvas de isoeficiencia. 7.1 Ensayo de bombas radiales a diferentes velocidades de

operación. 7.2 Selección de la escala adecuada para trazar el conjunto

de curvas de isoeficiencia. 7.3 Construcción de las curvas de Isoeficiencia de la bomba radial.

Identifica y organiza la información que se requiere para resolver problemas de bombas en paralelo. Acuerda metas en común para organizar el trabajo en equipo, fomentando el trabajo colaborativo. Discrimina y analiza información relevante de turbomaquinaria. Utiliza conceptos teóricos para obtener parámetros de selección de maquinaria hidráulica. Utiliza argumentos formales para justificar la selección de un


diseñado.

Es capaz de aplicar los conocimientos en la práctica. Desarrolla la habilidad para buscar, procesar y analizar información procedente de diversas fuentes técnicas. Mejora la capacidad para la toma de decisiones basado en la normatividad. Utiliza con efectividad el software para realizar gráficas de comportamiento de maquinaria hidráulica.

Gráfico de curvas de isoeficiencia. Conclusiones del tema.



Tiempo destinado

Explica a los alumnos el formato general para la realización de las curvas de isoeficiencia de las bombas. Organiza a los alumnos en equipos para la toma de datos. Dirige la puesta en marcha del equipo. Supervisa el funcionamiento del equipo durante toda la prueba y la toma de datos. Explica la metodología para la selección de una escala eficiente para la realización de las curvas. Acompaña a los alumnos en la construcción de las curvas de isoeficiencia. Evalúa el producto de la unidad temática.

Previamente lee la práctica correspondiente y hace su formulario. Organizado en equipos: Selecciona las condiciones bajo las que se realizará la prueba. Pone en funcionamiento el equipo siguiendo el instructivo. Realiza el levantamiento de datos. Apaga con seguridad el equipo siguiendo el instructivo. En forma individual: Calculan los parámetros de la bomba. Realizan la selección de la escala adecuada para la construcción de las curvas. Realizan la gráfica de isoeficiencia.

Hoja de cálculo llena. Gráfica con curvas de isoeficiencia de la máquina hidráulica.

Manual de prácticas del laboratorio. Equipo de laboratorio Calculadora. Computadora. Programas de cómputo para graficado y cálculos. Instrumentos de dibujo. Libro de texto Artículos científicos relacionados con el tema.

2

Unidad temática 8 Bomba tipo difusor.


• Realizar la prueba completa de la bomba tipo difusor.

Introducción:

La bomba tipo difusor es una máquina hidráulica que pertenece al grupo de las bombas centrífugas y se caracteriza por tener un difusor o corona directriz que auxilia en la conversión de energía en la bomba además de ayudar en el control del caudal que circula por la misma.



8.- Prueba completa de la bomba tipo difusor. 8.1 Descripción y funcionamiento del equipo de bomba tipo

difusor. 8.2 Entrenamiento en mediciones y cálculos. 8.3 Interpretación gráfica de los resultados.

Identifica las características de la bomba tipo difusor. Acuerda metas en común para organizar el trabajo en equipo, fomentando el trabajo colaborativo para la toma de datos. Utiliza conceptos teóricos para obtener parámetros característicos de los equipos de bombeo con difusor. Utiliza argumentos claros y formales para justificar la

selección de sistemas de bombeo tipo difusor sobre cualquier

otro, apoyándose en las características propias de este tipo

de diseño.

Utiliza con efectividad el software para realizar gráficas de comportamiento de maquinaria hidráulica.

Hoja de cálculo llena. Graficado de las curvas características de la bomba tipo difusor, con apoyo de las Tic.

Actividades del docente Actividad del estudiante

Evidencia de la actividad

Recursos y materiales

Tiempo destinado

Organiza a los alumnos en equipos para la toma de datos. Dirige la puesta en marcha del equipo. Supervisa el funcionamiento del equipo durante toda la prueba. Supervisa la toma de datos por parte de los alumnos para que sea correcta y eficiente. Evalúa el producto de la unidad temática.




2

Unidad temática 9: Bomba axial

Objetivo de la unidad temática: • Realizar la prueba completa de la bomba axial.

Introducción: La bomba axial es una máquina hidráulica que pertenece al grupo de las bombas centrífugas y se caracteriza por trabajar con grandes gastos y alturas dinámicas ó útiles pequeñas.

Contenido temático Saberes involucrados Producto de la unidad temática 9.- Prueba completa de la bomba axial. 9.1 Descripción y funcionamiento del equipo de bomba tipo

difusor. 9.2 Entrenamiento en mediciones y cálculos. 9.3 Interpretación gráfica de los resultados.

Identifica y comprende la información que se requiere para realizar la prueba completa de la bomba axial. Fomenta l trabajo colaborativo al organizar el trabajo en equipo, para la realización del ensayo en laboratorio. Utiliza los conceptos teóricos necesarios para obtener parámetros característicos de la bomba de flujo axial. Utiliza argumentos formales para justificar la selección de

Hoja de cálculo llena. Graficado de las curvas características de la bomba axial con ayuda de las Tic.


bombas de flujo axial, para el proyecto de bombeo diseñado.

Es capaz de aplicar los conocimientos en la práctica. Utiliza con efectividad el software para realizar los cálculos y el graficado de las curvas características de la bomba axial.




Tiempo destinado

Organiza a los alumnos en equipo para la toma de datos. Dirige la puesta en marcha del equipo. Supervisa el funcionamiento del equipo durante toda la prueba. Supervisa la toma de datos por parte de los alumnos para que sea correcta y eficiente. Evalúa el producto de la unidad temática.




2

Unidad temática 10: Estudio comparativo de Bombas hidráulicas

Objetivo de la unidad temática: • Realizar el estudio comparativo de las bombas centrífugas, a través de sus curvas características.

Introducción: Es importante conocer el comportamiento de cada tipo de bomba ya que esto nos ayuda a seleccionar adecuadamente la unidad de bombeo requerida para un proyecto hidráulico en particular.

Contenido temático Saberes involucrados Producto de la unidad temática 10.- Graficado de curvas características de bombas individual,

serie, paralelo, difusor y axial 10.1 Altura útil vs Caudal 10.2 Potencia vs Caudal 10.3 Eficiencia vs Caudal

Identifica, elabora y organiza la información que se requiere para realizar el estudio comparativo de las bombas hidráulicas. Analiza información relevante de las diferentes bombas. Utiliza conceptos teóricos para obtener los parámetros de selección de maquinaria hidráulica. Mejora la capacidad para la toma de decisiones la cual es aplicada en la realización del conjunto de gráficas. Utiliza con efectividad el software para realizar gráficas de comportamiento de maquinaria hidráulica.

Graficas de las curvas características de las bombas centrífugas. Análisis, interpretación y conclusiones del tema.




Tiempo destinado


Explica de manera general la construcción de las curvas características de las bombas. Auxilia a los alumnos para que dimensionen en forma correcta su hoja de trabajo (selección de escalas). Explica la construcción de la primera curva característica, por ejemplo, altura útil vs caudal para todas las bombas estudiadas y supervisa el trabajo de los alumnos. Evalúa el producto integrador

Repasa las características de los gráficos según la estadística. Elige las escalas de las diferentes variables que se graficarán. Desarrolla las gráficas de las curvas características de funcionamiento de las bombas estudiadas, agrupándolas en los siguientes apartados:

• Altura útil vs Caudal.

• Potencia útil vs caudal.

• Eficiencia vs caudal.

Gráficos de curvas características comparativas de funcionamiento de las bombas centrífugas.

Papel cuadriculado. Manual de prácticas del laboratorio. Libro de texto Computadora. Programas de cómputo para graficado. Instrumentos de dibujo.

4

Unidad temática 11: Clasificación y componentes de turbinas hidráulicas.


• Conocer la clasificación general de las turbinas hidráulicas, sus componentes y funcionamiento

Introducción: Es importante conocer la clasificación general de las turbinas hidráulicas, ya que su aplicación y funcionamiento están directamente relacionados con dicha clasificación. En esta unidad temática se abordan los componentes principales con que la mayoría de las turbinas hidráulicas están equipadas, estudiando su funcionamiento ya que la eficiencia de la máquina tiene influencia directa por el estado que guarden dichos componentes.

Contenido temático Saberes involucrados Producto de la unidad temática 11.- Clasificación y componentes de las turbinas hidráulicas.

11.1 Elementos de centrales hidroeléctricas. 11.2 Componentes de las turbinas hidráulicas. 11.3 Clasificación de las turbinas hidráulicas.

Identifica y organiza la información que se requiere para resolver problemas de turbinas hidráulicas en su entorno. Acuerda metas en común para organizar el trabajo en equipo, fomentando el trabajo colaborativo. Discrimina y analiza información relevante de bombas. Utiliza conceptos teóricos para obtener parámetros de selección de maquinaria hidráulica. Utiliza argumentos formales para justificar la selección de un

tipo de turbina en particular para la central hidroeléctrica.


Ensayo de primer orden del capítulo de Turbinas Hidráulicas del libro de “Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas” de Claudio Mataix (revisar bibliografía), el cual debe contener la clasificación de turbinas, sus componentes y descripción, así como las características y funcionamiento de los componentes principales de las centrales hidroeléctricas.




Tiempo destinado

Expone con apoyo de las Tic, la clasificación y componentes de las turbinas hidráulicas, explicando en forma clara su funcionamiento. Con ayuda de modelos físicos de diferentes

Con anticipación el alumno se documenta en bibliografía pertinente acerca del tema a desarrollar en esta sesión de laboratorio. Con ayuda de los modelos físicos de los diferentes

Ensayo con la clasificación, componentes, descripción de las

Libros de texto Manuales de prácticas Modelos físicos

2


rodetes expone la clasificación de los mismos. En modelos físicos de turbinas hidráulicas, el profesor ayuda al alumno a identificar las diferentes partes y su funcionamiento en conjunto. Evalúa la participación y evidencia entregada.

rodetes los clasifica por su altura del salto, caudal, Velocidad específica, dirección del flujo. Con ayuda de los modelos físicos de las turbinas hidráulicas se identifican los elementos que las constituyen y su funcionamiento.

turbinas hidráulicas y conclusiones.

Fuentes electrónicas Computadora Equipo de laboratorio.

Unidad temática 12: Turbina Pelton

Objetivo de la unidad temática: • Identificar los componentes de la turbina Pelton y realizar la prueba completa.

Introducción: La turbina Pelton es una máquina hidráulica que se trabaja con grandes saltos y caudales pequeños y además en la actualidad es la única que trabaja a la presión

atmosférica. Su rodete esta constituido por cangilones y corresponde a las llamadas turbinas de acción. Contenido temático Saberes involucrados Producto de la unidad temática

12.- Turbina Pelton 12.1 Descripción y funcionamiento de la turbina Pelton. 12.2 Prueba completa de la turbina Pelton. 12.3 Graficado de las curvas características de la turbina

Pelton.

Identifica la información que se requiere para resolver problemas de turbinas hidráulicas en su entorno. Favorece el trabajo colaborativo, al organizarse en equipos para realizar el experimento. Analiza la información relevante respecto a las turbinas hidráulicas. Utiliza los conceptos teóricos para analizar los parámetros obtenidos en laboratorio con respecto a la turbina Pelton. Utiliza la argumentación clara y formal para justificar la

selección de un tipo de turbina en particular para solucionar la

demanda de motor hidráulico requerido en una central

hidroeléctrica.

Aplica los conocimientos adquiridos en la práctica. Desarrolla la habilidad para buscar, procesar y analizar información procedente de diversas fuentes técnicas. Mejora la capacidad para la toma de decisiones basado en la normatividad y en los conceptos teóricos. Utiliza con efectividad el software para realizar gráficas de comportamiento de maquinaria hidráulica y analizarlas.

Hoja de cálculo llena. Graficado de las curvas características de la turbina Pelton.




Tiempo destinado

Organiza a los alumnos en equipo para la toma de datos. Dirige la puesta en marcha del equipo. Supervisa el funcionamiento del equipo durante toda la prueba. Supervisa la toma de datos por parte de los alumnos para que sea correcta y eficiente. Supervisa y acompaña a los alumnos en la aplicación de las ecuaciones propias de este tipo de turbina así como en la construcción de

Previamente lee la práctica correspondiente y hace su formulario. Organizado en equipos: Selecciona las condiciones bajo las que se realizará la prueba. Pone en funcionamiento el equipo siguiendo el instructivo. Realiza el levantamiento de datos. Apaga el equipo en forma adecuada, siguiendo el instructivo.

Hoja de cálculo llena. Gráfica con curvas características de funcionamiento de la turbina Pelton.

Manual de prácticas del laboratorio. Libro de texto Equipo de laboratorio Calculadora. Computadora. Programas de cómputo para graficado y cálculos. Instrumentos de

2


sus curvas características. Evalúa el producto de la unidad temática.

En forma individual: Realiza el análisis de los datos experimentales obtenidos calculando los parámetros característicos de la máquina hidráulica. Realiza la gráfica de interpretación de los datos obtenidos.

dibujo.

Unidad temática 13: Turbina Francis.

Objetivo de la unidad temática: • Realizar la prueba completa de la turbina Francis.

Introducción: La turbina Francis es una máquina hidráulica que se trabaja con saltos y caudales medios y utiliza como órgano de seguridad el distribuidor y la válvula de mariposa. Este tipo de turbina pertenece al grupo de máquinas hidráulicas de acción, y se caracterizan porque el fluido interactúa en forma suave con los álabes que forman su rodete, el cual es clasificado como de flujo mixto.

Contenido temático Saberes involucrados Producto de la unidad temática 13.- Prueba completa de la turbina Francis

13.1 Descripción y funcionamiento del equipo de la Turbina Francis. 13.2 Prueba completa de la turbina Francis. 13.3 Interpretación gráfica del comportamiento de la

Turbina Francis.




Hoja de cálculo llena. Graficado de las curvas características de la turbina Francis.




Tiempo destinado

Organiza a los alumnos en equipos de trabajo, para la toma de datos. Dirige la puesta en marcha del equipo. Supervisa el funcionamiento del equipo durante toda la prueba. Supervisa la toma de datos por parte de los alumnos para que sea correcta y eficiente. Evalúa el producto de la unidad temática.

Previamente lee la práctica correspondiente y hace su formulario. Organizado en equipos: Selecciona las condiciones bajo las que se realizará la prueba. Pone en funcionamiento el equipo siguiendo el instructivo. Realiza el levantamiento de datos. Apaga con seguridad el equipo siguiendo el instructivo. En forma individual:

Hoja de cálculo llena. Gráfica con curvas características de funcionamiento de la turbina Francis.


2


Realiza el análisis de los datos experimentales obtenidos calculando los parámetros característicos de la máquina hidráulica. Realiza la gráfica de interpretación de los datos obtenidos.

Unidad temática 14: Turbina Kaplan.

Objetivo de la unidad temática: • Realizar la prueba completa de la turbina Kaplan.

Introducción: La turbina Kaplan es una máquina hidráulica que se trabaja con saltos pequeños y caudales grandes y utiliza como órgano de seguridad el distribuidor o difusor y la válvula de mariposa.

Contenido temático Saberes involucrados Producto de la unidad temática 14 Prueba completa de la turbina Kaplan.




Hoja de cálculo llena. Graficado de las curvas características de la turbina Kaplan.




Tiempo destinado

Organiza a los alumnos en equipos para la toma de datos. Dirige la puesta en marcha del equipo. Supervisa el funcionamiento del equipo durante toda la prueba. Supervisa la toma de datos por parte de los alumnos para que sea correcta y eficiente. Evalúa el producto de la unidad temática.

Previamente lee la práctica correspondiente y hace su formulario. Organizado en equipos: Selecciona las condiciones bajo las que se realizará la prueba. Pone en funcionamiento el equipo siguiendo el instructivo. Realiza el levantamiento de datos. Apaga con seguridad el equipo siguiendo el instructivo. En forma individual: Realiza el análisis de los datos experimentales

Hoja de cálculo llena. Gráfica con curvas características de funcionamiento de la turbina Kaplan.


2


obtenidos calculando los parámetros característicos de la máquina hidráulica. Realiza la gráfica de interpretación de los datos obtenidos.

Unidad temática 15: Curvas de isoeficiencia en turbinas


• Realizar las curvas de isoeficiencia de la turbina Pelton.

Introducción:

Las curvas de isoeficiencia de las máquinas hidráulicas muestran las eficiencias desarrolladas por las máquinas bajo diferentes condiciones de operación y son un instrumento que se utiliza para la selección de este tipo de maquinaria hidráulica en campo, ya que se encuentra interpretado el comportamiento general de la turbomáquina bajo ciertas condiciones de operación.


15 Curvas de isoeficiencia de la Turbina Pelton.




Gráfico de curvas de isoeficiencia. Conclusiones del tema.




Tiempo destinado

Organiza a los alumnos en equipos de trabajo, para la toma de datos. Dirige la puesta en marcha del equipo. Selecciona las condiciones bajo las que se realizará la prueba. Supervisa el funcionamiento del equipo durante toda la prueba. Supervisa la toma de datos por parte de los alumnos para que sea correcta y eficiente. Explica en forma general la construcción de las gráficas de isoeficiencia y acompaña a los alumnos en el proceso de construcción de las mismas.

Previamente lee la práctica correspondiente y hace su formulario. Organizado en equipos: Pone en funcionamiento el equipo siguiendo el instructivo. Realiza el levantamiento de datos y enseguida Apaga correctamente el equipo siguiendo el instructivo. En forma individual: Realiza el análisis de los datos experimentales obtenidos, calculando los parámetros característicos de la máquina hidráulica. Realiza la gráfica de interpretación de los datos

Hoja de cálculo llena. Gráfica con curvas de isoeficiencia de la máquina hidráulica.

Manual de prácticas del laboratorio. Equipo de laboratorio Calculadora. Computadora. Programas de cómputo para graficado y cálculos. Instrumentos de dibujo. Libro de texto Artículos científicos relacionados con el

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Evalúa el producto de la unidad temática. obtenidos. tema.


5. EVALUACIÓN Y CALIFICACIÓN

Requerimientos de acreditación: Para que el alumno tenga derecho a calificación en periodo ordinario, debe tener un mínimo de asistencia del 80% a clases.

Esta unidad de aprendizaje no tiene extraordinario.

Criterios generales de evaluación: Asistencia. El alumno deberá asistir puntualmente a sus clases y se considera retardo pasado los primeros 20 minutos de iniciada la clase. Para que tengan derecho a ser evaluados los proyectos integradores deben ser entregados en tiempo y forma. Para que el alumno tenga derecho a presentar cualquier proyecto integrador, debe tener asistencia regular a clases y ser puntual. En caso de detectar a un alumno cometiendo plagio, copia o robo de material, se hará acreedor a la sanción correspondiente de acuerdo a los reglamentos universitarios. Los experimentos se realizan obligadamente en equipo, pero los cálculos y las conclusiones son individuales. El alumno tendrá derecho a calificación de cada unidad temática si, y solo si, asistió al laboratorio y además haya participado en la realización del experimento correspondiente.

Evidencias o Productos

Evidencia o producto Competencias y saberes involucrados Contenidos temáticos Ponderación

1 Evaluación continua (Comprende la evaluación diaria,

resultado de la participación continua, en las actividades que se desarrollan en el salón de clases y que favorecen

el aprendizaje significativo en el alumno).

Regula sus propios aprendizajes. Desarrolla el autoaprendizaje. Muestra interés por aprender. Mejora la habilidad para la comunicación oral y escrita. Resuelve situaciones problemáticas con éxito. Manejo adecuado del estrés. Resuelve problemas de propiedades de los fluidos y los aplica a maquinaria hidráulica. Capacidad para organizar y planificar el tiempo. Demuestra conocimientos previos sobre el área de estudio y la profesión. Desarrolla la capacidad de adaptación al entorno. Mejora la capacidad de comunicación interpersonal. Capacidad para tomar decisiones. Capacidad para actuar en situaciones nuevas. Desarrolla el pensamiento lógico. Desarrolla el trabajo colaborativo cuando interactúa en equipo. . Compromiso ético. Compromiso con la calidad.

Son los descritos en las unidades temáticas de la 1 a la

15

20

Regula sus propios aprendizajes. Desarrolla el autoaprendizaje. Interés por aprender. Desarrollo del pensamiento crítico. Habilidad para la comunicación oral y escrita.


2 Proyectos integradores

Resuelve problemas de propiedades de los fluidos y los aplica a maquinaria hidráulica. Razona y comprende las ecuaciones de continuidad, Bernoulli, cantidad de movimiento y la conservación de la energía para la aplicación en la solución de problemas de Ingeniería de fluidos específicamente en maquinaria hidráulica exitosamente. Utiliza con efectividad el software para realizar gráficas de comportamiento de maquinaria hidráulica. Calcula las pérdidas de carga en conductos a presión. Calcula los parámetros en los sistemas de bombeo. Resuelve sistemas de tuberías serie, paralelo y ramificados. Desarrollo de la capacidad de abstracción, análisis y síntesis. Capacidad para organizar y planificar el tiempo. Dominio de un segundo idioma. Habilidades para el uso de las Tic´s. Desarrollo de la capacidad de investigación. Resuelve situaciones problemáticas con éxito. Capacidad de comunicación interpersonal. Capacidad para tomar decisiones. Capacidad para actuar en situaciones nuevas. Desarrollo del pensamiento lógico. Capacidad crítica y autocrítica. Habilidad para trabajar en forma autónoma. Compromiso ético. Compromiso con la calidad.

Estos proyectos ya se describieron con anterioridad, en cada una de las unidades temáticas de la 1 a la 15. Su ponderación será de 60 / 15

para cada uno.

60

3 Asistencias

Interés por aprender. Habilidad para la comunicación oral y escrita Manejo adecuado del estrés. Capacidad para organizar y planificar el tiempo. Capacidad crítica y autocrítica. Compromiso con la preservación del medio ambiente. Habilidad para trabajar en forma autónoma.

Registrar asistencias en las sesiones de trabajo

presenciales de las unidades temáticas de la 1 a la 15

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PRODUCTO FINAL

Descripción Evaluación

Título del Producto:

Portafolio de evidencias .

Criterios de fondo: Uso correcto de los procesos matemáticos y de cálculo

Ponderación


Objetivo: Documentar las actividades realizadas a lo largo del semestre para tener herramientas para la reflexión y evaluación del logro de las competencias a desarrollar con esta Unidad de aprendizaje. El alumno recopila las evidencias del curso en orden cronológico y completas, con los reportes de experimentos realizados en los equipos de bombas y turbinas hidráulicas, ya que éstas representan su primera herramienta de estudio.

Criterios de forma: Citar todas las fuentes de información. Usar correctamente la gramática, (redacción, ortografía, etc.) Citar los programas de cómputo utilizados.

15 Caracterización: El portafolio debe contener al inicio una portada con los datos de identificación del curso, nombre del alumno, horario, nombre del profesor y correo electrónico del alumno. Enseguida debe contener la copia del cronograma del curso, y luego el grupo de reportes de prácticas realizados. En forma individual debe concentrar en un solo archivo digital las evidencias que se trabajaron a lo largo del ciclo escolar haciendo énfasis en el estudio comparativo de las bombas hidráulicas y las curvas de isoeficiencia de bombas y turbinas hidráulicas con sus respectivas conclusiones.

Otros criterios

Criterio Descripción Ponderación


6. REFERENCIAS Y APOYOS

Referencias bibliográficas

Referencias básicas

Autor (Apellido, Nombre) Año Título Editorial Enlace o biblioteca virtual donde esté disponible (en su caso)

Ortega R., et all. 2017 Bomba tipo difusor

Vázquez S., E. et all. 2013 Bombas Centrífugas Radiales.

Umbral Digital

Maciel A., C. et all.

2013 TURBOMÁQUINAS HIDRÁULICAS

Umbral Digital

Ortega R.,M. et all. 2016 TURBINA PELTON Umbral Digital

Referencias complementarias

Viejo Z., M. et all. 2006 BOMBAS Teoría, Diseño y Aplicaciones

Noriega-Limusa

Mataix, C. 2006 Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas.

ALFAOMEGA-OXFORD

Apoyos (videos, presentaciones, bibliografía recomendada para el estudiante)

1. datos generales de la unidad de aprendizaje (ua) o ... · identifica y organiza la información...

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