silabus mecánica de fluidos - 2016 i - ingeniería ambiental
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8/17/2019 Silabus Mecánica de Fluidos - 2016 I - Ingeniería Ambiental
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Sem. Acad.
2016-I
UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” FACULTAD DE CIENCIAS DEL AMBIENTE
ESCUELA ACADÉMICO-PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL
SILABO: MECÁNICA DE FLUIDOS
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Elaborado por:
Ing. Pedro Alejandro Tinoco González
Docente UNASAM - FCA
Escuela Académico-Profesional de Ingeniería Ambiental Revisado y aprobado por:Ing o . Francisco C. León Huerta
Director(e) EAPIA-FCAM
I. DATOS INFORMATIVOS1.01. Departamento Académico : Ciencias del Ambiente.1.02. Escuela académico profesional : Ingeniería Ambiental.1.03. Código de la asignatura : 05 – 060555.1.04. Requisito : Matemática IV + Dinámica.1.05. Ciclo : VI.1.06. Año y semestre académico : 2 016 – I.1.07. Duración : Fecha de inicio : 11 de abril de 2016
Fecha de término : 12 de agosto de 2016.1.08. Número de Créditos : Cuatro (04).1.09. Número de Horas : Teoría: Tres (03), Práctica: Tres (03).1.10. Nombre del Docente : Ing. Pedro Alejandro Tinoco González.
Categoría : Auxiliar.Dedicación : Tiempo Completo.Condición : Contratado.
1.11. Jefe de práctica : Ing. Pedro Alejandro Tinoco González.1.12. e – mail : [email protected].
II. SUMILLAComprende: propiedades fundamentales de los fluidos líquidos y gaseosos. Conceptos y ecuaciones
fundamentales del movimiento de fluidos. Análisis dimensional y modelos. Efectos de la viscosidad.
Fluidos compresibles e incompresibles y sus propiedades. Tipos de flujo. Cálculo de flujos en conductos
abiertos, cerrados y subsuelo. Leyes de la dinámica de fluidos geofísicos. Movimiento de cuerpos y
partículas dentro de fluidos. Olas de superficie, olas internas y estratificación. Medición de parámetros de
flujos. Viento térmico. Turbulencia geofísica y microturbulencia. Dispersión. Segunda ley de la
termodinámica. Flujo estacionario compresible y flujo isentrópico. Flujo de líquidos y gases en conductos
cerrados y abiertos. Ecuación de Darcy-Weisbach, Hazen Williams y Manning. Entre las actividades
debe asociarse sistemáticamente el desarrollo de la teoría con las prácticas.
III. FUNDAMENTACIÓNLa importancia de la asignatura radica en permitir que el estudiante, durante el desarrollo del curso,
asimile los conocimientos teórico-prácticos sobre los fluidos en reposo y sobre el flujo de fluidos
compresibles e incompresibles. Esto les permitirá resolver problemas reales que se presenten durante su
desempeño profesional futuro.
IV. OBJETIVOS GENERALES Y ESPECÍFICOS4.1. OBJETIVO GENERAL
Transmitir experiencias y diseñar actividades para el análisis y comprensión de fluidos en reposo ydinámicos para el diseño de elementos de control y conductos abiertos y cerrados.
4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Dotar a los alumnos de los conocimientos necesarios sobre los fluidos y sus propiedades, para
su posterior uso en otros capítulos del curso.
Detallar los conceptos fundamentales sobre flujos estáticos en superficies planas y curvas.
Proporcionar a los alumnos las herramientas necesarias para el análisis integral de los flujos
para poder aplicarlas adecuadamente.
Brindar conocimientos sobre métodos de análisis dimensional y su aplicación en el diseño
correcto de modelos hidráulicos.
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Ing. Pedro Alejandro Tinoco González
Docente UNASAM - FCA
Escuela Académico-Profesional de Ingeniería Ambiental Revisado y aprobado por:Ing o . Francisco C. León Huerta
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Brindar los conocimientos necesarios para el diseño de tuberías simples, redes de tuberías y
canales, con la precisión requerida en cada caso, para aplicarlos en el desarrollo de proyectos
y ejecución de obras.
Proporcionar a los alumnos los conocimientos para el cálculo del flujo de gases en tuberías,
bajo diversas condiciones, lo que le permitirá aplicarlos en el diseño de estos conductos.
V. PROGRAMACIÓN TEMÁTICAUNIDAD DIDÁCTICA N° 01: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS.CONTENIDOS ESTRATEGIAS DURACIÓNLos fluidos y su clasificación. Propiedades de
los fluidos: Densidad, peso específico,
densidad relativa, presión. Viscosidad. Ley
de Newton de la viscosidad. Módulo
volumétrico de elasticidad.
Clase expositiva dialógica,
seminario. Explicación,
demostración, solución de
problemas.
1ra y 2da semana
UNIDAD DIDÁCTICA N° 02: ESTÁTICA DE LOS FLUIDOSCONTENIDOS ESTRATEGIAS DURACIÓNPresión en un punto. Variación de presión en
un fluido en reposo. Presión expresada como
la altura de un fluido. Presión absoluta y
presión manométrica. Fuerza sobre un área
plana. Centro de presiones. Fuerza sobre un
área curva.
Clase narrativa, seminario.
Ilustración, demostración,
resolución de problemas.3ra y 4ta semana
UNIDAD DIDÁCTICA N° 03: ECUACIONES FUNDAMENTALES DE LOS FLUJOSCONTENIDOS ESTRATEGIAS DURACIÓN
Flujos. Tipos de flujo. Trayectoria y línea decorriente. Tubo de corriente. Sistema y
volumen de control. Ecuación de la
continuidad. Ecuación de Euler a lo largo de
una línea de corriente. Ecuación de Bernoulli.
Ecuación de la cantidad de movimiento.
Clase expositiva dialógica,seminario. Explicación,
demostración, solución de
problemas. 5ta y 6ta semana
UNIDAD DIDÁCTICA N° 04: ANÁLISIS DIMENSIONALCONTENIDOS ESTRATEGIAS DURACIÓNDimensiones físicas. Magnitudes
fundamentales. Teorema de los números pi
de de Buckingham. Semejanza geométrica,cinemática y dinámica. Números pi notables.
Criterios de semejanza. Modelos.
Clase expositiva dialógica,
seminario. Explicación,
demostración, solución deproblemas. 7ma semana
Examen parcial 8° semana UNIDAD DIDÁCTICA N° 05: CÁLCULOS HIDRÁULICOSCONTENIDOS ESTRATEGIAS DURACIÓNFlujo laminar y turbulento. Distribución de
velocidades en tuberías. Pérdidas de carga
por fricción y locales. Fórmula de Darcy –
Weisbach. Fórmula de Hazen Williams.
Tuberías ramificadas. Redes de tuberías.
Método de Hardy Cross. Cálculo de flujo
uniforme en canales. Canales de máxima
Clase expositiva dialógica,
seminario. Explicación,
demostración, solución de
problemas, debate,
aplicaciones prácticas.
9na, 10ma, 11va y
12va semana
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eficiencia hidráulica. Canales de sección
cerrada. Canales de rugosidad compuesta.
UNIDAD DIDÁCTICA N° 06: FLUJO DE GASES
CONTENIDOS ESTRATEGIAS DURACIÓNLos gases perfectos. Relaciones de los
gases. Procesos isoentrópicos. Procesos
politrópicos. Flujo subsónico y supersónico.
Flujo isoentrópico a través de toberas
convergente – divergentes. Ondas de
choque normales. Flujo adiabático con
rozamiento. Flujo sin rozamiento con
transferencia de calor. Flujo isotérmico.
Clase expositiva dialógica,
seminario. Explicación,
demostración, solución de
problemas. 13va, 14va y 15vasemana
Examen final : 16va semana
Examen sustitutorio y de aplazados : 17va semana
VI. LECTURAS Análisis dimensional. Pag. 226-251. Merle C. Potter, David C, Wiggert. Segunda edición. Mecánica
de Fluidos. Prentice Hall. México, 1998.
Flujo uniforme. Pag. 946-958. P. Gerhart, R Gross, J. Hochstein. Segunda edición. Fundamentos de
mecánica de fluidos. Addison – Wesley Iberoamericana. USA 1994.
Flujo compresible. Pag. 349-393. Streeter V. L. Mecánica de los Fluidos. Editorial Mc Graw Hill.
México 1980.
VII.BIBLIOGRAFÍA
1. P. Gerhart, R Gross, J. Hochstein. Segunda edición. Fundamentos de mecánica de fluidos. Addison – Wesley Iberoamericana. USA 1994. (Unidades 1, 2, 3, 4).
2. Andrew L. Simon. Hidráulica Práctica. Primera edición. Editorial LIMUSA. México, 1994. (Unidades
1, 2, 3, 4, 5)
3. Robert L. Mott. Mecánica de Fluidos aplicada. Sexta edición. Prentice-Hall Hispanoamericana S.A.
México, 2006. (Unidades 1, 2, 3, 4, 5)
4. Irving H. Shames. Mecánica de Fluidos. Tercera edición.Mc. Graw Hill Interamericana S.A. Bogotá,
1995. (Unidades 1, 2, 3, 4, 5)
5. Juan G. Saldarriaga V. Hidráulica de tuberías. Primera edición. Mc. Graw Hill Interamericana S.A.
Bogotá, 1993. (Unidad 4).
6. Streeter V. L. Mecánica de los Fluidos. Novena edición. Editorial Mc Graw Hill. México, 2000.
(Unidades 1, 2, 3, 4, 5)
7. Kiseliov P. G. Hidráulica y Fundamentos de la Mecánica de Fluidos. Editorial Energía. Moscú 1980.
(Unidades 2, 4)
8. Merle C. Potter, David C, Wiggert. Segunda edición. Mecánica de Fluidos. Prentice Hall. México,
1998. (Unidades 1, 2, 3, 4, 5).
VIII.MEDIOS Y MATERIALESEn el desarrollo de las actividades didácticas se utilizarán la pizarra, material impreso, computadora y
equipo multimedia y software especializado.
IX. INVESTIGACIÓNLos estudiantes presentarán los informes de laboratorio siguiendo la metodología de un trabajo de
investigación científica. La realización de las prácticas de laboratorio y el trabajo de investigación serealizarán en el laboratorio de hidráulica de la Universidad Nacional Santiago Antúnez de Mayolo.
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Prácticas de laboratorio:
1. Viscosidad.
2. Manometría.
3. Pérdida de carga en tuberías
X. ESTRATEGIAS DE EVALUACIÓNAprendizajes esperados Indicadores InstrumentosPlantea correctamente los
problemas.
Resuelve adecuadamente los
problemas.
Se introduce en la investigación.
Interpreta correctamente los datos.
Aplica adecuadamente las fórmulas y
da respuestas con la precisión
necesaria.
Elabora correctamente informes de
investigación.
Cuestionario.
Cuestionario.
Investigación
bibliográfica.
Se tomarán cuatro prácticas calificadas, un examen parcial, un examen final y se realizará unainvestigación, cuya nota se considerará en el ítem promedio de trabajo. El promedio final del alumno se
determinará mediante la fórmula:
PL PT PP EF EP PF 15.010.020.030.025.0
Donde:PF = Promedio final
EP = Examen parcial
EF = Examen final.
PP = Promedio de prácticas calificadas
PT = Promedio de informes de laboratorio (lecturas, prácticas domiciliarias, pasitos cortos,
participación en clase, etc.).PL = Promedio final de investigación.
El alumno tiene derecho a reemplazar el examen con menor nota, rindiendo para esto un examen
sustitutorio. La nota del examen sustitutorio reemplazará obligatoriamente a la menor nota de los
exámenes.
Si el estudiante obtiene como promedio diez con 5 decenas (10.50) o más, aprobará el curso; si
desaprobará el curso con nota superior a ocho (08), tendrá derecho a rendir un examen de aplazados,
cuya nota reemplazará al promedio final.
XI. TUTORÍA Y CONSEJERÍAEl estudiante tendrá derecho a tutoría y consejería sobre el desarrollo de la asignatura para optimizar elrendimiento de los alumnos a cargo del docente del curso, se realizará en su oficina ubicada en laFacultad de Ciencias Agrarias - Pabellón A – 2do. Piso, Ciudad Universitaria de la UNASAM(Shancayán), todas las semanas, los días jueves de 08:00 a 09:00 y viernes de 09:00 a 11:00 horas.
Se prohíbe a los alumnos recurrir al domicilio del docente, por cualquier motivo.
Huaraz, “Capital de la Amistad Internacional”, abril de 2016.
Ing. Pedro Alejandro Tinoco GonzálezCatedrático del curso