_Mecánica[1]

I N S T I T U T O P O L I T É C N I C O N A C IO N A L SECRETARÍA ACADÉMICA

DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS

PROGRAMA SINTÉTICO CARRERA:

Ingeniería Mecánica

ASIGNATURA:

Mecánica de Fluidos II

SEMESTRE:

Sexto

OBJETIVO GENERAL:

El alumno resolverá problemas de la mecánica de fluidos correspondientes a los principios y leyes de la la hidrodinámica que aplican al diseño de las máquinas hidráulicas, bombas hidráulicas, neumática industrial, plantas de bombeo, hidráulica de potencia, turbinas y plantas hidráulicas.

CONTENIDO SINTÉTICO:

I. Medición de Flujo (velocidad y gasto volumétrico). II. Perdidas por Fricción y Sistemas de Tuberías. III. Impulso y Cantidad de Movimiento en Fluidos. IV. Lubricación. V. Flujo Compresible. METODOLOGÍA:

Búsqueda de información de los diferentes temas por parte del alumno, a fin de que realice exposiciones grupales e individuales individuales Se aplicarán técnicas grupales para la solución de ejercicios de aplicación Se realizarán por parte del estudiante trabajos extra-clase

EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN:

Se aplicarán tres exámenes departamentales haciendo un promedio que corresponde al 70% de la calificación final, mas el 20 % de la calificación de las prácticas de laboratorio y un 10% que considera la participación de alumno

BIBLIOGRAFÍA:

Frank M. White, Fluid Mechanics, Mc Graw Hill, 5ª Edición, USA, 2004, 800 pp. Irving Shames, Fluid Mechanics, Mechanics, Mc Graw Gr aw Hill, 4ª Edición, USA, 2003, 535 pp. Juan G. Saldarriaga V., Hidráulica de Tuberías, McGraw Hill, 1ª Edición, Colombia, 1998, 554 pp. Uriel Mancebo del C., Teoría del golpe de ariete, Limusa, 1ª Edición, México, 1987, 247 pp. Víctor L. Streeter, B. Wylie, Mecánica de los fluidos, McGraw Hill, 9ª. Edición, México, 2000, 775 pp.



ESCUELA: Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica CARRERA: Ingeniería Mecánica OPCIÓN: COORDINACIÓN: Academias de Hidráulica e Ingeniería Hidráulica DEPARTAMENTO:

ASIGNATURA: Mecánica de Fluidos II SEMESTRE: Sexto CLAVE: CRÉDITOS: 10.5 VIGENTE: Agosto 2005 TIPO DE ASIGNATURA: Teórico-práctica MODALIDAD: Escolarizada

TIEMPOS ASIGNADOS

HORAS/SEMANA/TEORÍA: HORAS/SEMANA/PRÁCTICA:

4.5 1.5

HORAS/SEMESTRE/TEORÍA: 81 HORAS/SEMESTRE/PRÁCTICA: 27 HORAS/TOTALES:

108

PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: Academias de Hidráulica e Ingeniería Hidráulica REVISADO POR: Subdirecciones Académicas de ESIME Unidades Profesionales Azcapotzalco y Culhuacan APROBADO POR : Consejo Técnico Consultivo Escolar de ESIME Unidades Profesionales Azcapotzalco y Culhuacan Ing. Jorge Gómez Villarreal Ing. Ernesto Mercado Escutia

AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas de Estudio del Consejo General Consultivo de IPN



ASIGNATURA: Mecánica de Fluidos II

CLAVE

HOJA: 2 DE 9

FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA

En la formación profesional del Ingeniero Mecánico, la asignatura de Mecánica de Fluidos II es materia básica debido a que en su campo requiere del conocimiento y manejo adecuado de los fluidos en movimiento, razón por la cual forma parte del plan de estudio vigente; con relación al perfil se considera que el egresado debe contar con experiencia de campo en temas básicos como el conocimiento y manejo de diversos tipos de energía y su aprovechamiento. Como antecedente, la asignatura de Mecánica de Fluidos II, requiere de los conocimientos que le proporciona el curso de Mecánica de Fluidos I así como los de Física I y II, Matemáticas I al IV. De manera adicional sus contenidos sirven de apoyo a otras materias como: Termodinámica, Máquinas Térmicas, Máquinas Hidráulicas, Generadores de Vapor, Bombas y Turbinas Hidráulicas entre otras; la relación es directa con los conocimientos que el Ingeniero Mecánico deberá poseer, de acuerdo a su perfil, en los campos de la Mecánica, la Térmica y la Hidráulica, ya que, el estudio del comportamiento de los fluidos, la conversión de energía y muchos otros aspectos del mundo físico serán objeto de su campo profesional, incluso, con la expansión industrial en el país en materia tecnológica y científica, las perspectivas laborales del egresado se amplían ya que cada vez es requerido personal con una preparación sólida y eficiente para los campos del manejo de la energía y el proceso de manufactura y mantenimiento. En su temática, distribuida a través de seis unidades en orden lógico y secuencial, abarcan desde el estudio de la medición del flujo, pedidas por fricción y sistemas de tuberías, impulso y cantidad de movimiento en un fluido, lubricación y flujo compresible Finalmente, para ser impartido, este curso requiere de una metodología dinámica donde tanto el profesor como el alumno compartan la responsabilidad en la búsqueda del conocimiento

OBJETIVO DE LA ASIGNATURA

El alumno resolverá problemas de la mecánica de fluidos correspondientes a los principios y leyes de la hidrodinámica que aplican al diseño de las máquinas hidráulicas, bombas hidráulicas, neumática industrial, plantas de bombeo, hidráulica de potencia, turbinas y plantas hidráulicas.



ASIGNATURA: Mecánica de Fluidos I No. UNIDAD: I

CLAVE:

HOJA: 3 DE 9

NOMBRE: Medición del Flujo (Velocidad y Gasto Volumétrico)

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno resolverá problemas relacionados con la medición del flujo de fluidos, aplicados en sistemas hidráulicos No. TEMAS TEMA 1.1 Introducción 1.2 Velocidad teórica, velocidad real. 1.3 Instrumentos de medición de la velocidad local del fluido 1.3.1 Tubo de Pitot 1.3.2 Tubo de Prandtl 1.4 Instrumentos de medición de gasto volumétrico 1.4.1 Instrumentos de medida con pérdida de carga (orificio en placa delgada, Venturi). Normas ISO, ISA, ASME empleadas. 1.4.2 Coeficiente de velocidad, coeficiente de contracción y coeficiente de descarga. 1.4.3 Otros instrumentos de medición de gasto volumétrico: ultrasónicos, rotámetros, de vórtice, de tipo turbina y vertederos, entre otros. 1.5 Importancia de la calibración de los instrumentos de medición de gasto volumétrico

Subtotal

T 1.0 1.0 1.0

HORAS P

2.0 2.0 2.0 2.0

3.0

2.0

3.0

1.0

3.0

EC 10.0

10B, 7C, 11B 8B, 2C, 11B 10B, 2C, 11B

8B, 7C, 11B

7C, 5C, 11B

1.0

15.0

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

9.0

10.0

ESTRATEGIA DIDÁCTICA

Búsqueda de información sobre los instrumentos de medición de fluidos en movimiento. Exposiciones grupales e individuales sobre el uso de los instrumentos de medición. Técnicas grupales para la solución de ejercicios, aplicando los instrumentos de medición de flujo. Trabajos extra clase. Realización de prácticas de laboratorio PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN

La evaluación considerará el examen departamental con un valor del 70%, un 20% para las prácticas de laboratorio y el 10% restante para la participación y trabajos extra-clase



ASIGNATURA: Mecánica de Fluidos II No. UNIDAD II

CLAVE:

HOJA: 4 DE 9

NOMBRE: Pérdidas por Fricción y Sistemas de Tuberías.


El alumno analizará los conocimientos teóricos del flujo incompresible en ductos con el fin de resolver problemas en las instalaciones de tuberías (serie, paralelo, ramificadas, redes), que aplican a las instalaciones hidráulica. No. TEMAS TEMA 2.1 Capa limite 2.2 Pérdidas de carga 2.2.1 Ecuación fundamentales.(Darcy, Manning, William) 2.2.2 Métodos de calculo.(analítico, grafico)

T 6.0 9.0

2.3. 2.3.1. 2.3.2 2.3.3 2.3.4

Sistemas de tuberías Tuberías en serie Tuberías en paralelo Redes abiertas Redes cerradas

9.0

2.4

Selección de tuberías y accesorios.

6.0

Subtotal

30.0

HORAS P 3.0

EC 25

6.0

CLAVE BIBLIOGRÁFICA 8B, 2C, 11B 10B, 7C,11B

4B, 7C, 5C ,11B

6B, 1C, 4C, 8C ,11B

9.0

25.0


Búsqueda de información sobre los conceptos de capa limite, perdidas en tuberías y redes de tuberías. Exposición grupal e individual a cerca los conceptos de capa limite, el cálculo de las perdidas por fricción en tuberías y la aplicación de las redes de tuberías. Técnicas grupales para la solución ejercicios de aplicación. Trabajos extra-clase. Prácticas de laboratorio.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN

La evaluación considerará el examen departamental con un valor del 70%, un 20% para las prácticas de laboratorio y el 10% restante para la participación y trabajos extra-clase



ASIGNATURA: Mecánica de Fluidos II No. UNIDAD III

CLAVE:

HOJA: 5 DE 9

NOMBRE: Impulso y Cantidad de Movimiento en un Fluido


El alumno analizará las fuerzas ejercidas en las tuberías por cambios de dirección y bifurcaciones, y la teoría elemental del alabe con el fin de aplicarlos a las máquinas hidráulicas. No. TEMAS TEMA 3.1. El teorema de impulso y cantidad de movimiento lineal 3.2 3.2.1 3.2.2. 3.2.3. 3.2.4.

Aplicaciones Instalaciones hidráulicas Alabes fijos Alabes móviles Hélices

T 3.0

HORAS P 3.0

CLAVE BIBLIOGRÁFICA EC 9.0

9.0

Subtotal

12.0

8B, 10B, 5C, 7C, 11B 10B, 5C, 7C,11B

3.0

9.0


Búsqueda de información sobre los conceptos de impulso y cantidad de movimiento y su aplicación máquinas hidráulicas Exposición grupal e individual a cerca los la aplicación del teorema de impulso y cantidad de movimiento a las máquinas hidráulicas Técnicas grupales para la solución ejercicios de aplicación Trabajos extra-clase Prácticas de laboratorio PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN

La evaluación considerará el primer examen departamental con un valor del 70%, un 20% para las prácticas de laboratorio y el 10% restante para la participación y trabajos extra-clase



ASIGNATURA: Mecánica de Fluidos II No. UNIDAD IV

CLAVE:

HOJA: 6 DE 9

NOMBRE: Lubricación


El alumno aplicará las técnicas hidráulicas.

de lubricación

para la conservación y mantenimiento de las máquinas

No. TEMAS TEMA 4.1. Teoría de la lubricación. 4.1.2. Concepto de lubricación. 4.1.3. Características.

T 6.0

4.2.

Clasificación de los lubricantes y normas industriales. 4.2.1 Tipos de lubricantes. 4.2.2. Comportamiento de los lubricantes bajo diferentes condiciones de trabajo. 4.2.3. Selección de lubricantes. Criterios.

6.0

3.0

Subtotal

12.0

3.0


HORAS P

CLAVE BIBLIOGRÁFICA EC 9.0

10B, 9C, 3C, 2C, 11B

8B, 9C, 3C,2C ,11B

9.0

Búsqueda de información sobre las diversas técnicas de lubricación. Formación de pequeños grupos para la exposición de los temas indagados. Técnicas grupales para la comparación de las diferentes técnicas de lubricación y sus comportamientos. Aplicación de las diversas técnicas de lubricación. Trabajos extra-clase. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN

La evaluación considerará el primer examen departamental con un valor del 70%, un 20% para las prácticas de laboratorio y el 10% restante para la participación y trabajos extra-clase



ASIGNATURA: Mecánica de Fluidos II No. UNIDAD V

CLAVE:

HOJA: 7 DE 9

NOMBRE: Flujo Compresible.


El alumno analizará los fundamentos del flujo de aire comprimido con el fin de aplicarlos en la transmisión de energía de mecanismos de uso en la automatización.

No. TEMAS TEMA 5.1. Teoría del flujo compresible.

T 3.0

5.2.

Ecuación de Bernoulli para flujos compresibles.

3.0

10B, 8B, 5C,11B

5.3. 5.3.1

Fuerzas de arrastre. Resistencia al avance.

3.0

7C,11B

5.4 .

Aplicaciones.

3.0

Subtotal

12.0

HORAS P EC 3.0 15.0

3.0

CLAVE BIBLIOGRÁFICA 8B, 10B, 5C, 7C, 11B

15.0


Búsqueda de información a cerca de teoría del flujo compresible. Exposición grupal de la aplicación de la ecuación de Bernoulli para flujo compresible. Trabajos extra-clase. Prácticas de laboratorio. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN

La evaluación considerará el primer examen departamental con un valor del 70%, un 20% para las prácticas de laboratorio y el 10% restante para la participación y trabajos extra-clase.



ASIGNATURA: Mecánica de Fluidos II

CLAVE:

HOJA: 8 DE 9

RELACIÓN DE PRÁCTICAS PRACT. NOMBRE DE LA PRÁCTICA No. 1 Tubo de Venturi

UNIDAD

DURACIÓN

LUGAR DE REALIZACIÓN

I

3.0

Todas las prácticas se realizarán en el laboratorio de Ingeniería Hidráulica.

2

Placa de orificio

I

3.0

3

Rotámetros

I

3.0

4

Capa límite

II

3.0

5

Perdidas en tuberías

II

6.0

6

Impulso y cantidad de movimiento

III

3.0

7

Lubricación

IV

3.0

8

Resistencia al avance

V

3.0

Subtotal

27.0



ASIGNATURA:


CLAVE:

PERÍODO

UNIDAD

1

I, II

A partir de la unidad I hasta el tema 2.2.1 de la unidad II Teoría: 70%, Laboratorio: 20%, Participación: 10%

2

II, III

A partir del tema 2.2.2 de la unidad II hasta el tema 3.2.2 de la unidad III Teoría: 70%, Laboratorio: 20%, Participación: 10%

3

IV, V, VI

HOJA: 9 DE 9

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN

A partir del tema 3.2.3 de la unidad II hasta la unidad VI Teoría: 70%, Laboratorio: 20%, Participación: 10% La calificación final será el promedio de las tres evaluaciones Para acreditar la asignatura en su parte teórica, será necesario aprobar también el laboratorio

CLAVE 1

C X

BIBLIOGRAFÍA CRANE (manual), Flujo de fluidos en válvulas, accesorios y tuberías, McGraw Hill, 1ª Edición, México, 1987, para versión CD, ver http://www.cranevalves.com. 720 pp.

2

X

Frank M. White, Fluid Mechanics, McGraw Hill, 5ª Edition, USA, 2003. 800 pp.

3

X

Frank Kreith, Fluid Mechanics, CRC Press, 1ª Edition, U.S.A., 2000. 325 pp.

4

B

X

5 6

X X

7 8

X

X X

9

Juan G. Saldarriaga, Hidráulica de tuberías, McGraw Hill, 1ª Edición, Colombia, 1998. 564 pp. Irving Shames, Fluid Mechanics, McGraw Hill, 4ª Edition, USA, 2003. 535 pp. Richard W. Green, Válvulas, selección, uso y mantenimiento, McGraw Hill, 1a Edición, México, 1987. 789 pp. Robert L. Mott, Applied Fluid Mechanics, Prentice Hall, 5ª Edition, USA, 2000. 465 pp. Robert W. Fox, A. T. Mc Donald, Introducción a la mecánica de fluidos, Interamericana, 2ª. Edición, México, 1989. 385 pp. Theodore Baumesiter, Eugene Avallone, Marks´s Standard Handbook for Mechanical Engineers, McGraw Hill, 9ª Edición, U.S.A., 1987. 950 pp.

10

X

Víctor L. Streeter, B. Wylie, Mecánica de los fluidos, McGraw Hill, 9ª. Edición, México, 2000. 775 pp.

11

X

Claudio Mataix, Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas, Oxford, 2ª Edición, México, 2004, 800 pp.



1. DATOS GENERALES

PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA

ESCUELA:

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidades Azcapotzalco y Culhuacan

CARRERA:

Ingeniería Mecánica

ÁREA:

BÁSICAS.

ACADEMIA:

Sexto

SEMESTRE

C. INGENIERÍA

D. INGENIERÍA

Hidráulica e Ingeniería Hidráulica

C. SOC .y H.UM

ASIGNATURA:

ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO:


Ingeniería Mecánica o Maestría en Fluidos

2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: El alumno resolverá problemas de la mecánica de fluidos correspondientes a los principios y leyes de la hidrodinámica que aplican al diseño de las máquinas hidráulicas, bombas hidráulicas, neumática industrial, plantas de bombeo, hidráulica de potencia, turbinas y plantas hidráulicas. 3. PERFIL DOCENTE: CONOCIMIENTOS

EXPERIENCIA PROFESIONAL

Propiedades de los Fluidos Medición de velocidad y Experiencia industrial flujo de fluidos Perdidas de carga y Haber impartido clases sistemas de tuberías Impulso y cantidad de Formación pedagógica movimiento en máquinas hidráulicas Lubricación Flujo compresible

ELABORÓ

_________________________ Ing. Fidencio Burgos Zazueta Ing. Roberto Flores Rentaría Presidentes de Academia

HABILIDADES

ACTITUDES

Dominio de la asignatura

Tener vocación por la docencia Manejo de grupos Honestidad. Ética profesional. Comunicación (transmisión Ejercicio de la crítica del conocimiento) fundamentada. Respeto (buena relación Capacidad de análisis y alumno – profesor). síntesis Tolerancia. Responsabilidad científica. Espíritu de colaboración. Manejo de material Superación docente y didáctico profesional. Compromiso social. Creatividad Motivador. REVISÓ AUTORIZÓ

__________________________ M. en C. Ricardo Cortez Olivera M. en C. Alberto Paz Gutiérrez Subdirectores Académicos

_______________________ Ing. Jorge Gómez Villarreal Ing. Ernesto Mercado Escutia Directores de los Planteles FECHA: Febrero 2005.

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