MECANICA DE FLUIDOS (MEC) - 541209
- Descripción :En esta asignatura se estudian fluidos liquidos y gaseosos como medios continuos, estando en reposo y en movimiento. Tambien se estudian las interacciones entre el fluido y el medio que lo rodea. Se deducen las ecuaciones generales a partir de la aplicacion de los principios de conservacion de la masa, del momentum a un fluido que satisface la relacion newtoniana entre esfuerzo y velocidad de deformacion. La asignatura capacita para la formulacion, analisis y solucion de problemas relacionados con flujos de fluidos en los diferentes campos de la ingenieria.
- Resultados aprendizaje esperados :-Identificar propiedades de fluidos y manejar ordenes de magnitud
-Expresar en forma matematica las fuerzas de cuerpo, de superficie y el tensor esfuerzo que actuan sobre un fluido.
- Expresar la aceleracion de particulas de fluidos en funcion de la aceleracion local y convectiva, identificar los tensores: gradiente velocidad, velocidad de deformacion y torbellino
- Relacionar esfuerzo con velocidad de deformacion, conocer el modelo de un fluido newtoniano, identificar condiciones de borde para fluidos en movimiento
- Conocer y aplicar el principio de conservacion de la masa en forma integral y diferencial.
- Conocer y aplicar el principio de conservacion del momentum en forma integral y diferencial, conocer las ecuaciones de Navier-Stokes
- Aplicar el principio de conservacion de la masa y del momentum al escurrimiento laminar viscoso desarrollado, obtener fuerzas, esfuerzos y velocidades.
- Conocer y comprender las simplificaciones de Prandtl sobre la capa limite y de Reynolds sobre promedios temporales, conocer el modelo simple de turbulencia basado en la longitud de mezcla.
-Aplicar los principios al escurrimiento externo laminar-turbulento en torno a cuerpos, calcular las fuerzas de arrastre y de sustentacion
-Aplicar los principios al escurrimiento laminar-turbulento en ductos, y calcular las perdidas de carga regular y singular.
- Analizar el escurrimiento en sistemas de tuberias y obtener la caracteristica del circuito.
- Aplicar los fundamentos al flujo por gravedad
-Conocer y aplicar el analisis dimensional y criterios de semejanza al escurrimiento de fluidos.
- Aplicar los fundamentos al intercambio de energia fluido-rotor en bomba centrifuga y en turbina.
-Aplicar los fundamentos al escurrimiento compresible unidimensional en toberas y tuberias.
-Conocer, comprender y aplicar modelo simple para flujo transiente en tuberias (golpe de ariete).
- Contenidos :- Introduccion Propiedades de los fluidos densidad, viscosidad, capilaridad.
- Fuerzas en fluidos: de cuerpo y superficiales, el tensor esfuerzo y sus componentes normales y tangenciales, simetria del tensor esfuerzo, definicion de presion.
- Movimiento de un fluido: aceleracion y gradiente de la velocidad, tensor velocidad de deformacion y tensor torbellino
- Modelos matematicos para fluidos: relacion esfuerzo ? velocidad de deformacion, fluidos newtonianos
- Ecuacion de transporte de Reynolds
- Principio de conservacion de la masa, expresion integral y diferencial, ecuacion de continuidad, funcion de corriente
- Escurrimiento no viscoso, ecuacion de la energia mecanica en sistema de coordenadas intrinsecas, ecuacion de Bernoulli.
- Principio de conservacion del momentum, expresion integral, aplicaciones a fluidos en reposo: hidrostatica, aerostatica, manometria
- Principio de conservacion del momentum, expresion integral, aplicaciones a fluidos en movimiento, calculo de fuerzas y de potencias, medicion de caudal y velocidad
- Principio de conservacion del momentum: expresion diferencial en coordenadas cartesianas y cilindricas, ecuaciones de Cauchy, Navier-Stokes
- Escurrimiento laminar viscoso desarrollado: aplicacion de la ecuacion de continuidad y de Navier-Stokes
- Escurrimiento turbulento: variaciones locales instantaneas de la velocidad y presion, promedios temporales, ecuaciones de Reynolds, modelo de turbulencia basado en longitud de mezcla.
- Escurrimientos externos (no confinados), desarrollo de la capa viscosa, aplicacion a flujo sobre placa plana, perfil de velocidad y de esfuerzo. Flujo en torno a un cuerpo: arrastre y sustentacion, separacion de la capa limite.
-Escurrimiento en tuberias, perfil de velocidad y esfuerzo, calculo de perdida de carga regular, diagrama de Moody, Calculo de perdida singular: metodo del coeficiente y metodo de la longitud equivalente.
-Analisis del escurrimiento en sistemas de tuberias en serie y paralelo, distribuci - Metodología :En clases teoricas se expone los contenidos del curso, y en clases practicas se resuelven problemas seleccionados conforme a los objetivos del curso. En laboratorio se desarrollan experiencias que permiten verificar y aplicar los principios vistos en clases.
- Evaluación :La evaluacion se desarrolla en forma continua mediante tests quincenales y periodica mediante tres certamenes a lo largo del semestre
- Facultad :INGENIERIA
- Departamento :INGENIERIA MECANICA
- Creditos :4
- Cupos :30
- Campus :CONCEPCION