MECANICA DE FLUIDOS - 540265
- Descripción :Asignatura orientada a la comprension de la hidrostatica y del transporte de fluidos en diversas aplicaciones de ingenieria. En particular, capacitar al estudiante en la aplicacion y analisis de la mecanica de fluidos en la industria de procesos, fundamentalmente el escurrimiento de fluidos en conductos cerrados, los procesos de interaccion fluido-solidos y el escurrimiento en medios porosos.
Se desarrollaran relaciones matematicas para predecir el comportamiento de fluidos a partir de los principios de conservacion de la materia, energia mecanica y momento, efectuando simplificaciones apropiadas y utilizando conceptos de la mecanica clasica tales como fuerza, esfuerzo, presion, volumen de control, viscosidad, densidad, etc. Los conceptos aprendidos proporcionaran el criterio requerido para evaluar y dimensionar sistemas complejos de ingenieria que involucren el almacenamiento, el procesamiento y el transporte de fluidos.
Esta asignatura contribuye a las siguientes competencias del perfil de egreso del Ingeniero Civil Quimico:
- Competencia 1: Solucionar problemas complejos de ingenieria, dentro del ambito de la ingenieria quimica, aplicando herramientas de matematica, ciencias y principios de la ingenieria.
- Resultados aprendizaje esperados :Al completar en forma exitosa esta asignatura, los estudiantes seran capaces de:
R1. Definir los conceptos de viscosidad, esfuerzo viscoso, campo de presion y turbulencia.
R2. Analizar el comportamiento de un fluido para identificar y desarrollar interacciones entre fluidos y medios confinantes que dan origen a las propiedades de fluidos estaticos y en escurrimiento.
R3. Aplicar las ecuaciones de la hidrostatica y los principios de empuje y equilibrio de cuerpos sumergidos.
R4. Aplicar las ecuaciones de conservacion de materia, energia mecanica y momento para flujos en ductos y tuberias.
R5. Dise?ar y calcular sistemas de tuberias.
R6. Analizar y aplicar los conceptos de escalamiento interpretando los numeros adimensionales de mayor relevancia en mecanica de fluidos.
R7. Identificar sistemas de flujo externo y escurrimiento en lechos porosos y lechos fluidizados.
- Contenidos :1. Introduccion y conceptos basicos. Introduccion al concepto de fluido; aproximacion del medio continuo, conceptos fundamentales tales como campo de presiones, compresibilidad, viscosidad, esfuerzo viscoso, peso especifico, tension superficial, capilaridad, fluidos newtonianos y no newtonianos; dimensiones y unidades.
2. Hidrostatica. Medicion de la presion, concepto de presion absoluta y manometrica, desarrollo de la relacion presion-elevacion, principio de Pascal, tipos de manometros, presion expresada como altura de una columna de liquido, fuerzas hidrostaticas sobre superficies planas y curvas sumergidas, o parcialmente sumergidas, principio de empuje.
3. Flujo de fluidos confinados. Introduccion; tubos y tuberias disponibles comercialmente, ecuacion de continuidad; ecuacion de Bernoulli, teorema de Torricelli, limitaciones de la ecuacion de Bernoulli, ecuacion general de la energia, balances de energia en flujo de fluidos confinados, estimacion de la potencia requerida en sistemas de bombeo y de la potencia de motores hidraulicos.
4. Perdidas de energia por friccion y perfiles de velocidad. Introduccion a flujo totalmente desarrollado, flujo Poiseuille, nociones de flujo laminar y turbulento, factor de friccion y uso del diagrama de Moody.
5. Perdidas menores. Coeficientes de friccion, expansiones y contracciones en tuberias, perdidas en salidas y entradas, coeficientes de friccion en valvulas, codos, medidores de flujo y otros.
6. Sistemas de tuberias. Sistemas de tuberias con tubos de distinto diametro. Seleccion de bombas. Introduccion a tipos de bombas; calculo de la potencia requerida, el punto de operacion de una bomba, cavitacion y carga de succion neta positiva, tablas para seleccion de bombas, catalogos comerciales de bombas.
7. Analisis dimensional y similitud dinamica, Introduccion motivacional; teorema Pi de Buckingham; numeros adimensionales, escalamiento, estudio de modelos. - Metodología :Se realizan clases presenciales en las que se presenta el contenido a discutir, su desarrollo teorico y su aplicacion practica. Se mostraran problemas de aplicacion, que constituyen el reemplazo de practicas formales.
- Evaluación :En esta asignatura se obtendran al menos 3 calificaciones de acuerdo a la normativa vigente. Las ponderaciones y procedimientos se detallan en el syllabus de asignatura. Estos evaluaran los aprendizajes de la asignatura a traves de procedimientos de evaluacion que cautelen la coherencia entre los resultados de aprendizaje y la metodologia de ense?anza.
- Facultad :INGENIERIA
- Departamento :INGENIERIA QUIMICA
- Creditos :5
- Cupos :30
- Campus :CONCEPCION