UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINAFACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLADEPARTAMENTO ACADEMICO DE RECURSOS DE AGUA Y TIERRA

SÍLABO

I. DATOS GENERALES

Asignatura : MECANICA DE FLUIDOS Código : IA4016Teoría : 3 horas semanalesPráctica : 2 horas semanalesCréditos : 4Requisito : IA3026 Mecánica Vectorial II

II. JUSTIFICACIÓNTodo profesional de ingeniería se ve en la necesidad de poseer un alto grado de conocimientos de la ciencia que se ocupa del estudio de los fluidos en reposo y en movimiento, siendo la mecánica de los fluidos la que otorga al estudiante los conocimientos del tipo cualitativo y cuantitativo de los fenómenos de flujo a través de un análisis riguroso teórico y experimental. Además la mecánica; permite que el estudiante fije sus bases para el estudio de otras disciplinas como la Ingeniería Hidráulica y Ambiental.

III. OBJETIVO Introducir y preparar al estudiante en la compresión del comportamiento de los fluidos en reposo y en movimiento utilizando las ecuaciones generales tanto en su forma integral como diferencial mediante un análisis cuantitativo y cualitativo de los fenómenos del flujo a través de la teoría y la experimentación.

IV. CONTENIDO ANALÍTICO Unidad 1. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOSIntroducción. Definición de Fluido. Tipos de Fluidos. Dimensiones y Sistemas de Unidades. Propiedades de los Fluidos: Densidad, Volumen específico, Peso específico, Gravedad específica. Presión. Compresibilidad, Tensión superficial y viscosidad. Problemas de Aplicación.Fluidos Newtonianos y no Newtonianos, Variación de la viscosidad con la temperatura, índice de viscosidad y medición de la viscosidad. Problemas de Aplicación.

Unidad 2. ESTATICA DE LOS FLUIDOSPresión en un punto. Ley de Pascal. Variación de la Presión en un fluido estático. Estudio de la presión manométrica y absoluta. Relación entre presión y elevación. Dispositivos para medir Presiones Estáticas. Fuerza sobre superficies planas. Fuerza sobre superficies curvas. Principio de Arquímedes. Problemas de Aplicación.Mecánica de cuerpos sumergidos y flotantes. Estabilidad de cuerpos completamente sumergidos. Estabilidad de cuerpos flotantes. Equilibrio Relativo. Problemas de Aplicación.

Unidad 3. DINAMICA DE LOS FLUIDOSDescripción de flujo de fluidos. Concepto de campo de velocidades. Método de Lagrange y de Euler. Visualización del Campo de Velocidades. Regímenes de Flujo. Análisis de Flujo de Fluidos. Teorema de Transporte. La Ecuación de Continuidad. La

Ecuación de Conservación de la Energía. La Ecuación de Cantidad de Movimiento. Problemas de Aplicación.

FUERZA DEBIDO A FLUIDOS EN MOVIMIENTOEcuación de Fuerza. Momento de la Cantidad de Movimiento. Fuerza sobre objetos estacionarios y sobre objetos en movimiento. Problemas de Aplicación.

Unidad 4. ANALISIS DIMENSIONAL Y SEMEJANZA HIDRAULICAAnálisis Dimensional. Fundamentos del análisis dimensional. Parámetros adimensionales y el teorema pi. Parámetros adimensionales comunes en la Mecánica de Fluidos. Aplicaciones. Prueba de Modelos y similitud. Semejanza Hidráulica. Semejanza Geométrica. Semejanza Cinemática. Semejanza Dinámica. Modelos Físicos. Problemas de Aplicación.

Unidad 5. FLUJO INCOMPRESIBLE ESTACIONARIO EN TUBERIAS Y CONDUCTOSClasificación del flujo en la tubería o conducto. Flujo Laminar y Turbulento. Flujo en desarrollo y totalmente desarrollado. Aplicación del Análisis Dimensional: factores de fricción y coeficientes de pérdida. Flujo laminar en una tubería circular. Flujo turbulento en una tubería circular: Información experimental y Diagrama de Moody. Ecuación de Darcy. Ecuaciones de factor de fricción. Fórmula de Chezy, Manning y Hazen Williams. Flujo totalmente desarrollado en tuberías no circulares. Celeridad del flujo Problemas de Aplicación.Accesorios, Válvulas y pérdidas locales. Análisis y diseño de sistemas de tuberías. Ecuaciones de uso y líneas de nivel. Sistemas con bombas. Sistemas en serie. Sistemas en paralelo. Redes. Red abierta y Red cerrada. Problemas de aplicación.Tuberías simples en Serie y en Paralelo; Sistemas de Reservorios. Análisis de redes abiertas y cerradas. Problemas de aplicación.

Unidad 6. MEDICIONES DE FLUJOFactores para la selección de Flujómetros. Medidores de carga variable. Tubo de Venturí. Orificios y medidores de área variable. Sondas de velocidad. Tubo de Pitot. Medición de Flujo en conducto abierto: vertederos.

Unidad 7. TURBOMAQUINASIntroducción y clasificación. Bombas Centrífugas y Axiales. Características de las bombas y reglas de semejanza. Eficiencias. Turbinas. Clasificación. Turbinas de Acción y Reacción. Pérdidas de potencia y rendimientos.

Programa de Practicas1. Hidrostática2. Fuerza de presión sobre superficies planas y curvas3. Análisis de estabilidad de cuerpos de flotación4. Clasificación del flujo: Flujo Laminar y turbulento (experimentos de

Reynolds). Línea de corriente (Aparato de Hele Shaw) 5. Medida del flujo de fluidos 6. Descarga a través de orificios 7. Descarga a través de vertederos 8. Energía y Cantidad de Movimiento 9. Flujo en Tuberías

V. SISTEMA DE EVALUACIÓN Examen de Medio Curso 25%Examen Final 25%Trabajos 15%Promedio de prácticas 35%

VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. CORTIJO R. “Mecánica de Fluidos Teoría y Problemas Resueltos”.

Ed. Ciencias S. R. Ltda.. Lima Perú, 1997. 291 Pág.2. FRANZINI, J. B. « Mecánica de Fluidos con Aplicaciones en

Ingeniería » .Ed. McGraw Hill 1999.3. GILES, R. "Mecánica de los Fluidos é Hidráulica" Serie de

Compendios Schaum. Ed. Mc. Graw Hill Mc Graw Hill. España, 1996.4. HAESTAD METHODS, “WaterCAD V4 for Windows”. User´s Guide.5. HAESTAD METHODS. “Computer Applications in Hydraulic

Engineering”, 2002.6. HANSEN, A. "Mecánica de Fluidos". Ed. Limusa.7. MATAIX, C. "Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas". 2ª

edición, Ediciones del Castillo, 1993.8. MOTT, R. L. “Mecánica de Fluidos Aplicada”, Ed. Prentice Hall 1996.9. MIRANDA-CAMPOS. “Problemas de Mecánica de Fluidos e

Hidráulica”. Ed. UNI 1991.10.POTTER, M. “Mecánica de Fluidos”. Ed. Prentice Hall 1998.11.ROCHA, A. Hidráulica de Tuberías y Canales. 1977. 417 Pág.12. STREETER, Víctor L. Y WYLIE, E. Benjamín. Mecánica de fluidos.

Novena edicción. Editorial McGraw Hill, 2000.13.SÁNCHEZ D. – ARAPA. «Manual de Laboratorio Mecánica de

Fluidos ».Ed. Publidrat, 2002.14.SALDARRIAGA V. “Hidráulica de Tuberías”. Ed. McGraw Hill

Interamericana S.A. Santa Fe de Bogotá, Colombia, 1998.15.SHAMES, Irving H. “Mecánica de Fluidos”. McGraw Hill, 1995.16.UGARTE Palacín F. “Mecánica de Fluidos I y II”. Editorial UNI, 1988.17.WHITE, Frank. "Mecánica de Fluidos”. Ed. Mc. Graw Hill Inc. USA,

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