TERMO HIDRAULICA APLICADA

PROGRAMA DETALLADO VIGENCIA TURNO

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA DE LA FUERZA ARMADA 2009 DIURNO

INGENIERA ELCTRICA SEMESTRE

ASIGNATURA 5to

TERMO HIDRULICA APLICADA CDIGO

HORAS MEC-32014

TEORA PRCTICA LABORATORIO UNIDADES DE CRDITO PRELACIN

3 2 2 4 QUF-22013/QUF-23025

1.- OBJETIVO GENERAL

Aplicar con destreza los conceptos bsicos de la termodinmica, la primera y segunda Ley, las leyes que rigen la esttica y la dinmica de los fluidos con la resolucin de

problemas tericos prcticos.

2.- SINOPSIS DE CONTENIDO

UNIDAD 1. Termodinmica y los gases, propiedades y leyes.

UNIDAD 2. Primera ley de la termodinamica energa inter-na y entalpia y segunda ley de la termodinmica

UNIDAD 3. Ciclos de maquinas trmicas de vapor y ciclos frigorficos

UNIDAD 4. Hidrosttica.

UNIDAD 5. Cinemtica de los fluidos y ecuaciones fundamentales de la hidrulica.

UNIDAD 6. Ecuaciones fundamentales de la hidrulica.

UNIDAD 7. Resistencia al fluido en conductores apresin y empuje dinmico de un flujo sobre un cuerpo.

3.- ESTRATEGIAS METODOLGCAS GENERALES

Dilogo Didctico Real: Actividades presenciales (comunidades de aprendizaje), tutoras y actividades electrnicas.

Dilogo Didctico Simulado: Actividades de autogestin acadmica, estudio independiente y servicios de apoyo al estudiante

ESTRATEGIAS DE EVALUACIN

La evaluacin de los aprendizajes del estudiante y en consecuencia, la aprobacin de la asignatura, vendr dada por la valoracin obligatoria de un conjunto de elementos, a

los cuales se les asign un valor porcentual de la calificacin final de la asignatura. Se sugieren algunos indicadores y posibles tcnicas e instrumentos de evaluacin que

podr emplear el docente para tal fin.

Realizacin de actividades terico-prcticas.

Realizacin de actividades de campo.

Aportes de ideas a la Comunidad (informacin y difusin).

Experiencias vivenciales en el rea profesional

Realizacin de pruebas escritas cortas y largas, defensas de trabajos, exposiciones, debates, etc.

Actividades de Auto-evaluacin / co-evaluacin y evaluacin del estudiante.

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE CONTENIDO ESTRATEGIAS DE EVALUACIN BIBLIOGRAFA

Explicar las propiedades que posee en que existe una

sustancia pura.

Usar las tablas y grficos de las propiedades termodinmica en

la resolucin de problemas.

UNIDAD 1. TERMODINMICA Y LOS

GASES, PROPIEDADES Y LEYES.

1.1. Termodinmica. Definicin: Sistemas Termodinmicos, Lmites: Cerrados, Abiertos y

Aislados. Anlisis Microscpicos y

Macroscpico.

1.2. Teora Cintica, y Mecnica Estadstica. Propiedades, Estados y Fases de las Sustancias:

Equilibrio. Propiedades, Funciones de Punto y

de Trayectoria. Procesos y Ciclos.

1.3. Unidades de Masa, Longitud, Tiempo y Fuerza. Volumen Especfico. Presin, Temperatura,

Igualdad de Temperatura.

1.4. Ley de Cero de la Termodinmica. Escalas de Temperatura Ejemplos y Problemas.

1.5. Sustancias Puras. Mezclas, Fases de una Sustancia Pura, Presiones y Temperatura de

Saturacin. Propiedades Independientes de la

Sustancia Pura, Diagramas PT, PV, TV;

Volumen Especfico de una Mezcla Vapor-

Liquido. Ecuaciones de Estado para Fase Vapor.

Tablas de Las Propiedades Termodinmicas.

Definicin de Calor, Unidades de Calor, BTU y

Calora. Calor con Funcin de Trayectoria.

Comparacin y Relaciones Entre Calor y

Trabajo.

1.6. Definicin de gases y vapores. Gases perfectos, gases ideales.

1.7. Ley de Boyle. Ley de Charles. Ecuacin caracterstica de los gases perfectos. Ley de

Avogado. Ley de Dalton y Amagat . Ley de

Joule.

1.8. Calores especficos. Relaciones referente al calor especfico.

1.9. Diagramas termodinmicos. Procesos termodinmicos Procesos adiabticos, isbaros,

isocricos poli trpicos.

Realizacin de actividades terico-

prcticas.


Aportes de ideas a la Comunidad

(informacin y difusin).

Experiencias vivenciales en el rea

profesional

Realizacin de pruebas escritas cortas y

largas, defensas de trabajos,

exposiciones, debates, etc.

Actividades de Auto-evaluacin / co-

evaluacin y evaluacin del

estudiante.

Dugan, R & Jones, JB. Ingeniera Termodinmica.

Prentice Hall Iberoamericana.

Fox & Mcdonald.

Introduccin a la Mecnica de

los Fludos.

Gerhart, Gross & Hochstein. (1995). Mecnica de los

Fluidos. 2da Edicin. Addison

Wesley Iberoamericana.

Mott, R. (1996). Mecnica de Fluidos Aplicada. 4ta Edicin.


Sherwin. (1995). Introduccin a la Termodinmica. Addison


Streeter. (1975). Mecnica de los Fluidos. 8va Edicin. Mc

Graw Hill.

Van Wylen. (1967).

Fundamentos de

Termodinmica

Aplicar la primera ley de la termodinmica a diferentes

sistemas.

Enunciar y aplicar la segunda ley de la termodinmica para

sistemas cerrados.

UNIDAD 2. PRIMERA LEY DE LA

TERMODINAMICA ENERGA INTER-NA Y

ENTALPIA Y SEGUNDA LEY DE LA

TERMODINMICA

2.1. Primera ley de la termodinmica para un sistema que sigue un ciclo.

2.2. Primera Ley de la Termodinmica para un sistema con cambio de estado.

2.3. Propiedades termodinmicas. Energa interna. Entalpa.

2.4. Mquinas trmicas y refrigeradoras. 2.5. Definicin de la segunda ley de la

termodinmica.

2.6. Procesos reversibles e irreversibles 2.7. El ciclo de Carnot. 2.8. Escalas de temperatura. 2.9. Entropa. y la entropa de una sustancia pura.


prcticas.





profesional






estudiante.



Fox & Mcdonald.


los Fludos.









Graw Hill.

Van Wylen. (1967).

Fundamentos de

Termodinmica

Establecer la diferencia entre

diferentes ciclos. UNIDAD 3. CICLOS DE MAQUINAS

TRMICAS DE VAPOR Y CICLOS

FRIGORFICOS

3.1. Ciclo de Carnot. 3.2. Ciclo de Ranquine. 3.3. Mejoras al ciclo de Ranquine. 3.4. Relacin de trabajo. 3.5. Estudio de los ciclos en los distintos diagramas. 3.6. Maquinas frigorficas y Bombas de calor. 3.7. Coeficientes de efectos frigorficos y efecto

calorfico.

3.8. Ciclos frigorficos a compresin de vapor. Ciclos frigorficos a gas.


prcticas.





profesional






estudiante.



Fox & Mcdonald.


los Fludos.









Graw Hill.

Van Wylen. (1967).

Fundamentos de

Termodinmica

Mostrar con precisin las

ecuaciones bsicas de la

hidrosttica.

UNIDAD 4. HIDROSTTICA.

4.1. Presin en un punto. 4.2. Unidades de escalas de medicin de presin. 4.3. Atmsfera Estndar. 4.4. Manmetros simples. Manmetros

diferenciales.

4.5. Empuje hidrosttico sobre superficies planas. Empuje hidrosttico sobre superficies curvas.

4.6. Aplicaciones sobre estructuras hidrulicas.


prcticas.





profesional






estudiante.



Fox & Mcdonald.


los Fludos.









Graw Hill.

Van Wylen. (1967).

Fundamentos de

Termodinmica

Manejar con agilidad los conceptos

de sistema, volumen de control y las

diferentes tipos de flujos.

UNIDAD 5. CINEMTICA DE LOS FLUIDOS

Y ECUACIONES FUNDAMENTALES DE LA

HIDRULICA.

5.1. Campo de flujo. Velocidad y lneas de corriente. 5.2. El campo de aceleraciones. Expresin de la

aceleracin de un sistema natural en

coordenadas. Rotacin de una partcula en un

flujo.

5.3. Clasificacin de los flujos: permanentes y variados, uniforme o no uniforme,


prcticas.





profesional







Fox & Mcdonald.


los Fludos.




Mott, R. (1996). Mecnica de

bidimensional o tridimensional, rotacional o

irrotacional, flujo laminar y turbulento.

5.4. Concepto de sistema y volumen de control. 5.5. Ecuacin de continuidad para un volumen de

control finito.

5.6. Concepto de gastos, velocidad media.


estudiante.

Fluidos Aplicada. 4ta Edicin.





Graw Hill.

Van Wylen. (1967).

Fundamentos de

Termodinmica

Establecer con precisin las ecuaciones de continuidad y de

movimiento para un volumen de

control.

Examinar con precisin los distintos medidores de flujo.

UNIDAD 6. ECUACIONES FUNDAMENTALES

DE LA HIDRULICA.

6.1. Ecuacin de continuidad para una vena liquida. Ecuaciones de movimiento en el sistema

natural de coordenadas. Ecuaciones de

movimiento sobre lnea de corriente. Ecuacin

de la energa para una vena lquida.

6.2. Tubo de pitot. 6.3. Medidores de flujos: placa-orificio,

venturimetro boquilla. Orificios y compuertas.

6.4. Coeficiente de velocidad, contraccin y gasto. Vertedores: Vertedor de pared delgada.

Vertedor rectangular de pared gruesa. Ecuacin

de la cantidad de movimiento lineal.

6.5. Aplicaciones en estructuras hidrulicas y en mquinas de flujo.

6.6. Anlisis dimensional. Nmeros adimensionales.


prcticas.





profesional






estudiante.



Fox & Mcdonald.


los Fludos.









Graw Hill.

Van Wylen. (1967).

Fundamentos de

Termodinmica

Calcular las prdidas de carga en una tubera.

Comparar las ecuaciones de flujo turbulento con los de flujo

laminar.

UNIDAD 7. RESISTENCIA AL FLUIDO EN

CONDUCTORES APRESIN. Y EMPUJE

DINMICO DE UN FLUJO SOBRE UN

CUERPO.

7.1. Aspectos generales. 7.2. Experimento de Reynols. 7.3. Frmula de Darcy Weisbach. 7.4. Factor de friccin de Blasius. 7.5. Investigaciones experimentales sobre la prdida

por friccin de tubos. Ecuaciones de Nikuradse

para tubos lisos y rugosos. Expresin de

Colebrook y White. Diagrama de resistencia de

Moody.

7.6. Prdidas locales: Contracciones y expansiones. Vlvulas y codos. Clculo de flujo de tuberas

en serie y en paralelo en sistemas simples. .

7.7. Efecto de la cavitacin. Flujo laminar en un tubo. Distribucin de velocidad y de los

esfuerzos de corte. Flujo turbulento. Ley

Universal de velocidades. Leyes de resistencia

al flujo turbulento.

7.8. Aspectos generales. Fuerzas de arrastre y de sustentacin de cuerpos. Arrastre por friccin y

por presin.

7.9. Concepto de capa lmite. Ecuacin de aspectos de la capa lmite. Ecuacin de aspecto de la capa

limite laminar.


prcticas.





profesional






estudiante.



Fox & Mcdonald.


los Fludos.









Graw Hill.

Van Wylen. (1967).

Fundamentos de

Termodinmica

PROGRAMACION DETALLADA DEL LABORATORIO DE REDES ELCTRICAS II

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE CONTENIDO ESTRATEGIAS DE EVALUACIN

NORMAS QUE RIGEN EL USO DEL

LABORATORIO

1.1. Determinar el empuje y el centro de presin de un slido.

PRCTICA 1: EMPUJE, CENTRO PRESIN,

PRINCIPIO DE ARQUMEDES.

Realizacin de los experimentos establecidos

por la ctedra, donde el estudiante deber

aplicar los conocimientos tericos adquiridos.

2.1. Visualizar el fenmeno de cavitacin y presin de cavitacin.

PRCTICA 2: CAVITACION. Realizacin de los experimentos establecidos



3.1. Calcular y analizar los parmetros caractersticos de diferentes orificios.

PRCTICA 3: FLUJO A TRAVS DE ORIFICIO. Realizacin de los experimentos establecidos



4.1. Determinar el caudal por medio del uso de placas PRCTICA 4: VERTEDEROS. Realizacin de los experimentos establecidos

colocadas transversalmente en una corriente. por la ctedra, donde el estudiante deber


5.1. Determinar las fuerzas que genera un chorro al incidir perpendicularmente sobre una superficie plana.

PRCTICA 5: EFECTO CHORRO. Realizacin de los experimentos establecidos



6.1. Determinar las prdidas de carga en tuberas y accesorios. 6.2. Calcular las fuerzas que genera un chorro utilizando el

segundo principio de Newton.

PRCTICA 6: PRDIDA DE CARGA EN

TUBERAS.

Realizacin de los experimentos establecidos



7.1. Analizar las variables que intervienen en la operacin de bombas reciprocantes.

7.2. Anlisis de las curvas potencia vs caudal terica con la obtenida experimentalmente.

PRCTICA 7: BOMBA RECIPROCA. Realizacin de los experimentos establecidos



8.1. Analizar las variables que intervienen en la operacin de una turbina Pelton.

8.2. Calculor de la potencia generada en una turbina Pelton.

PRCTICA 8: TURBINA PELTON. Realizacin de los experimentos establecidos



9.1. Analizar las variables que intervienen en la operacin de una turbina Kaplan.

PRCTICA 9: TURBINA KAPLAN. Realizacin de los experimentos establecidos



10.1. Analizar las variables que intervienen en la operacin de una turbina Francis.

PRCTICA 10: TURBINA FRANCIS. Realizacin de los experimentos establecidos



11.1. Analizar las variables que intervienen en la operacin de una bomba de paleta, engranaje de tornillo mono rotor y

cicloidal.

11.2. Analizar de las curvas caudal vs potencia para los diferentes tipos de bombas.

11.3. Comparar valores terico vs experimentales.

PRCTICA 11: BOMBAS HIDRULICAS. Realizacin de los experimentos establecidos



BIBLIOGRAFA

Dugan, R & Jones, JB. Ingeniera Termodinmica. Prentice Hall Iberoamericana.

Fox & Mcdonald. Introduccin a la Mecnica de los Fludos.

Gerhart, Gross & Hochstein. (1995). Mecnica de los Fluidos. 2da Edicin. Addison Wesley Iberoamericana.

Mott, R. (1996). Mecnica de Fluidos Aplicada. 4ta Edicin. Prentice Hall Iberoamericana.

Sherwin. (1995). Introduccin a la Termodinmica. Addison Wesley Iberoamericana.

Streeter. (1975). Mecnica de los Fluidos. 8va Edicin. Mc Graw Hill.

Van Wylen. (1967). Fundamentos de Termodinmica

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