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U N I V E R S I D A D A L A S P E R U A N A S

Escuela Profesional de Ingeniería Civil

Mecánica de Fluidos I Página 1 de 4

SILABO 1.0 INFORMACION GENERAL

1.1 ASIGNATURA : MECÁNICA DE FLUIDOS I 1.2 CÓDIGO DEL CURSO : 08 – 305 1.3 CARÁCTER DE LA SIGNATURA : OBLIGATORIO 1.4 PRE - REQUISITO : 08 208 - DINÁMICA 1.5 DURACION : 17 Semanas y media 1.6 CRÉDITOS : 04 1.7 CARGA HORARIA : 3 Horas Teoría, y 2 Horas Práctica 1.8 CICLO : QUINTO CICLO

2.0 OBJETIVO DEL CURSO. Proporcionar a los alumnos los conocimientos fundamentales de la estática y dinámica de fluidos, y de las técnicas básicas de análisis de los flujos: Análisis integral o de volumen de control, análisis diferencial o a nivel de partícula fluida, y análisis dimensional para interpretación de estudios experimentales y organización de resultados, poniendo énfasis en las aplicaciones a la carrera de Ingeniería Civil y propendiendo al uso de métodos numéricos en computadores.

3.0 SISTEMA DE EVALUACION PP : Promedio de Prácticas. PF : Promedio Final EP : Examen Parcial EF : Examen Final

44321

3PPPPPPPPEFEPPF +++

=++

=

Nota: Un Examen Sustitutorío reemplazará a la nota más baja entre el Examen Final y el Examen Parcial.

4.0 PROGRAMACION ANALITICA El contenido del curso distribuido en semanas es la siguiente: SEMANAS 01 y 02: INTRODUCCION a. La mecánica de fluidos en la ingeniería. b. Los fluidos y la hipótesis del continuo

- El modelo del continuo c. Propiedades de los fluidos

- Densidad, volumen específico, peso específico y densidad relativa - Presión - Propiedades relacionadas con la temperatura y la energía - Relaciones entre propiedades y el gas ideal - Viscosidad - Propiedades secundarias

d. Dimensiones y sistemas de unidades e. Alcance de la mecánica de fluidos.

- Estática de fluidos - Dinámica de los fluidos

f. Resolución de problemas de mecánica de fluidos.




- Tipos de problemas. - Método sistemático para la resolución de problemas.

g. Computadoras y mecánica de fluidos. - Métodos numéricos como herramienta de análisis. - El computador como herramienta para el diseño. - Programas de cómputo para la resolución de problemas. - Dinámica de fluidos computacional.

SEMANAS 03 y 04: ESTATICA DE FLUIDOS. a. Presión en un punto: Ley de Pascal. b. Variación de la presión en un fluido estático

- Variación de la presión en un fluido de densidad constante - Variación de la presión en un fluido de densidad variable y la atmósfera

estándar. c. Manometría y medición de presión

- Manómetros. - Otros dispositivos para medir la presión.

d. Fuerzas de presión sobre superficies - Fuerzas sobre superficies planas. - Fuerzas sobre superficies curvas.

e. Mecánica de cuerpos sumergidos y flotantes - Flotación 90. - Estabilidad de cuerpos sumergidos y flotantes

SEMANAS 05 y 06: CONCEPTOS FUNDAMENTALES PARA EL ANALISIS DE FLUJOS. a. Algunos flujos típicos. b. Descripción del flujo de fluidos

- El concepto de campo: descripción lagrangiana de la euleriana. - Visualización del campo de velocidades. - Clasificación del campo de velocidades. - Regímenes de flujo.

c. Análisis del flujo de fluidos. - Las Leyes fundamentales. - Formulación matemática: sistema como función del volumen de control. - Formulación matemática: el enfoque diferencial como función del volumen de

control finito. - La derivada euleriana - El teorema del transporte

d. Métodos para resolver problemas de flujo en ingeniería. e. Práctica Calificada N° 01: Problemas

SEMANA 07: EL METODO DIFERENCIAL PARA EL ANALISIS DE FLUJO. a. Conceptos preliminares.

- Panorama del Método diferencial. - Alternativas para formular las ecuaciones diferenciales. - Cinemática de una partícula de fluido. - Velocidad y aceleración en coordenadas de líneas de corriente.

b. La ecuación diferencial de continuidad. - Deducción de la ecuación diferencial de continuidad - Función de corriente para un flujo bidimensional y bidireccional.

SEMANA OCHO: EXAMEN PARCIAL.

SEMANAS 09, 10 y 11:c. Ecuaciones diferenciales de conservación de la cantidad de movimiento y de la

energía.




d. Dinámica de un flujo no viscoso. - Las ecuaciones de Euler. - Integración de las ecuaciones de Euler.

e. Teoría del flujo Potencial. - Dinámica del flujo sin viscosidad e irrótacional. - El potencial de velocidades y la función de corriente. - Métodos para resolver problemas de flujo potencial. - Flujos potenciales planos a partir de singularidades - Flujos sobre cuerpos a partir de la superposición de singularidades simples - El método de diferencias finitas para el cálculo directo de flujos potenciales. - El método de singularidades distribuidas (panales) para el cálculo directo de

los flujos potenciales. f. Introducción a la dinámica de un flujo viscoso

- Ecuaciones de Cauchy y de Navier Stokes g. Práctica Calificada N° 2: Problemas

SEMANAS 12, 13, y 14: EL METODO DEL VOLUMEN DE CONTROL FINITO PARA EL ANALISIS DEL FLUJO.

a. Panorama del método del volumen de control finito - Métodos para el desarrollo de las ecuaciones de trabajo - Elección de los volúmenes de control adecuados

b. La ecuación de continuidad - Deducción de la ecuación de continuidad - Caudal másico y velocidad promedio - Formas simplificadas de la ecuación de continuidad

c. Las ecuaciones de energía - Deducción de la ecuación general de energía - Algunas formas simplificadas de la ecuación general de la energía - La ecuación de la energía mecánica - La ecuación de Bernoulli - Resumen y comparación de las diversas formas de la ecuación de la energía

d. Las ecuaciones de cantidad de movimiento - Deducción de la ecuación de cantidad de movimiento lineal - Evaluación de los términos en la ecuación de cantidad de movimiento lineal - Aplicación de la ecuación de cantidad de movimiento lineal - La ecuación de cantidad de movimiento lineal para volúmenes de control

móviles y deformables. - La ecuación del momento angular - Aplicación de la ecuación del momento angular turbo máquinas

e. Aplicación de continuidad, energía cantidad de movimiento - Aplicación simultánea de continuidad, energía y cantidad de movimiento - Empleo del método del volumen de control en los problemas de diseño de

ingeniería" - Apoyo de computador en análisis mediante volumen de control finito

f. Práctica Calificada N° 3: Problemas

SEMANAS 15 y 16: ORGANIZACIÓN DE LA INFORMACION DE FLUJOS ANALISIS DIMENSIONAL.

a. La necesidad del análisis dimensional b. Los fundamentos del análisis dimensional

- Parámetros adimensionales y teorema Pi - Aplicación del teorema Pi - Construcción de un sistema de parámetros adimensionales

c. Parámetros adimensionales comunes en la mecánica de fluidos




- Parámetros adimensionales estándar - Significado físico de los parámetros adimensionales

d. Una aplicación del análisis dimensional: prueba de modelos y semejanza. - Prueba de modelos y extrapolación de resultados - El principio de semejanza - Dificultades en las pruebas de un modelo

e. Práctica Calificada N° 4: Problemas

SEMANA 17: EXAMEN FINAL.

5.0 BIBLIOGRAFIA. a. Gerhart, Gross, Hochstein, "Fundamentos de Mecánica de Fluidos", Addison -

Wesley, Iberoamericana, Buenos Aires, 1995. b. White Frank, "Mecánica de Fluidos", Mc Graw Hil, México, 1988. c. Potter Merle, Wiggert David "Mechanics of fluids", Prentice-Hall, New Jersey,

1991.

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