mecánica de fluidos (cbmf01)

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Mecnica de Fluidos (CBMF01)Versin: OFICIALIZADA VIGENTE (OTOO 2013)

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INACAP

ASIGNATURA: Mecnica de Fluidos90HORAS

DESCRIPCIN DE LA ASIGNATURA: Mecnica de Fluidos es una asignatura lectiva del rea de las disciplinas bsicas, que entrega conocimientos y habilidades fundamentales sobre el comportamiento de fluidos lquidos y gaseosos, en reposo o movimiento, que permita al estudiante, seleccionar procesos y sus aplicaciones en el campo tecnolgico de la construccin, conformando equipos de trabajos multidisciplinarios, para resolver problemticas en el mbito de la profesin.

COMPETENCIAS:

COMPETENCIAS DEL PERFIL DE EGRESO ASOCIADA: INDICADOR DE DESARROLLO

La asignatura tributa a la formacin de disciplinas bsicas, necesarias para la formacin de competencias de la especialidad. Reconoce las principales propiedades de los fluidos, para su utilizacin en instalaciones bsicas de energa. Explica el comportamiento de los fluidos en instalaciones de energa, bajo distintas condiciones de operacin. Evala el comportamiento de los fluidos en instalaciones de energa, en obras de construccin.

COMPETENCIAGENRICAASOCIADANIVEL DE DOMINIO

Pensamiento crtico Fundamenta opiniones personales, analizando la coherencia de los argumentos frente a situaciones del mbito personal y acadmico.

Resolucin de problemas Resuelve problemas a travs de sntesis, integrando diversas variables en situaciones en el mbito de su profesin.

UNIDADES DE APRENDIZAJE:HORAS

1Presin, principio de Pascal y sus aplicaciones.12

2Ecuacin de continuidad, de Bernoulli y sus aplicaciones.20

3Anlisis de flujo incompresible en conductos.16

4Prdidas de cargas primarias y secundarias en fluidos.18

5Psicrometra.18

EVALUACIN:6

ESPECIALISTA TCNICO: Pilar Vera UribeESPECIALISTA PEDAGGICO: Gloria Roumeau Soto

UNIDADES DE APRENDIZAJE

1.- Presin, principio de Pascal y sus aplicaciones.12 Horas

APRENDIZAJES ESPERADOSCRITERIOS DE EVALUACIONCONTENIDOS

1.1.- Describe los conceptos de presin y fuerza en lquidos y gases, para su utilizacin en sistemas hidrulicos y neumticos.1.1.1.- Describe el concepto de presin en un lquido y un gas, en sistemas hidrulicos y neumticos.

1.1.2.- Determina las unidades que se utilizan para medir presin y sus equivalencias.

1.1.3.- Reconoce instrumentos que se utilizan para medir presin de acuerdo a las propiedades de un fluido

1.1.4.- Describe el comportamiento de un lquido o gas sometido a presin, de acuerdo a sus propiedades.

Presin: definicin, propiedades y unidades. Presin en los lquidos. Presin en los gases. Presin atmosfrica. Presin hidrulica.Instrumentos de medicin de Presin de fluidos.

1.2.- Aplica el concepto de presin en la formulacin del Principio de Pascal.1.2.1.- Describe la ley de Pascal y su aplicacin en sistemas hidrulicos.

1.2.2.- Relaciona los efectos de una fuerza aplicada sobre una superficie que encierra un fluido, con su presin interna.

1.2.3.- Calcula dimensiones de secciones transversales que rigen el espacio de un fluido en sistemas hidrulicos.

1.2.4.- Aplica el concepto de presin, en la descripcin y formulacin del principio de Pascal.

Principio de Pascal.Palanca Hidrulica.

1.3.- Aplica el Principio de Pascal en la solucin de problemas de hidrulica.1.3.1.- Describe el fenmeno de multiplicacin de fuerzas en un sistema hidrulico.

1.3.2.- Demuestra la relacin que existe entre la fuerza y el rea, en una palanca hidrulica de Pascal.

1.3.3.- Calcula fuerzas, reas y carreras en una palanca hidrulica de Pascal, a partir de informacin dada.

Multiplicadores de fuerzas. Sistemas hidrulicos.

ACTIVIDADES

1. Gua de ejercicios: Resuelve guas de ejercicios de aplicacin del principio de Pascal, en distintos sistemas hidrulicos individualmente. 2. Experincias de laboratorio: Experimente en laboratorio medicin de presin de lquidos.2. 2.

2.- Ecuacin de continuidad, de Bernoulli y sus aplicaciones.20 Horas


2.1.- Aplica la ecuacin de continuidad en la resolucin de problemas de flujo, en sistemas hidrulicos.2.1.1.- Identifica el concepto de caudal volumtrico y caudal msico, en un sistema hidrulico de conduccin.

2.1.2.- Define la ecuacin de continuidad de caudales, para un fluido en movimiento.

2.1.3.- Describe los cambios de densidad y velocidad de un flujo de gas al interior de una tubera.

2.1.4.- Aplica la ecuacin de continuidad a sistemas de fluidos con densidades variables y constantes.

Caudal volumtrico y msico.Ecuacin de continuidad.Velocidad en tuberas de diferente dimetro. Densidades relativas y absolutas de un fluido.Cambios de densidad y velocidad en tuberas que transportan gases.

2.2.- Aplica la ecuacin de Bernoulli a partir de los principios de conservacin de masa y energa en la solucin de problemas de hidrulica y neumtica, integrando diversas variables.2.2.1.- Clasifica los diferentes tipos de energa de un fluido, en sistemas hidrulicos

2.2.2.- Define la ecuacin de energa de Bernoulli, para un fluido incompresible.

2.2.3.- Aplica la ecuacin de Bernoulli a sistemas de conduccin de fluidos, que utilizan distintos dispositivos.

2.2.4.- Utiliza la descripcin de la realidad para la identificacin de un problema sea en el mbito acadmico o formativo intermedio, integrando las diversas variables de ste.

Ecuacin de Bernoulli. Problemas de aplicacin.Dispositivos hidrulicos. Dispositivos neumticos. Tubo de Venturi. Tubo de Pitot. Tubo de Prandtl.Teorema de Torricelli.

ACTIVIDADES

1. Resolucin de guas: Resuelve en grupo, guas de aplicacin de la ecuacin de continuidad y Bernoulli, en diferentes sistemas hidrulicos y neumticos.

3.- Anlisis de flujo incompresible en conductos.16 Horas


3.1.- Analiza el fenmeno de la viscosidad y su interaccin con otro sistema, determinando el comportamiento de un fluido.3.1.1.- Describe el concepto de viscosidad en un fluido de acuerdo a sus caractersticas.

3.1.2.- Reconoce los diferentes tipos de viscosidad de un fluido de acuerdo a sus caractersticas.

3.1.3.- Analiza los efectos de la temperatura en la viscosidad de un fluido de acuerdo a sus caractersticas.

Viscosidad. Coeficiente de viscosidad.

3.2.- Aplica el concepto de viscosidad en el estudio del movimiento de fluidos, en sistemas hidrulicos.3.2.1.- Determina conceptualmente el nmero de Reynolds, aplicando el concepto de viscosidad.

3.2.2.- Analiza los diferentes regmenes de flujo de un fluido, en una instalacin hidrulica.

3.2.3.- Aplica en el estudio de un fluido en movimiento, el concepto de viscosidad y su incidencia en sistemas hidrulicos.

Nmero de Reynolds.Ley de Poiseuille. Ley de Stokes.

3.3.- Aplica el concepto de nmero de Reynolds, para diferenciar entre flujo laminar y turbulentos y su incidencia en la energa de flujo.3.3.1.- Describe las caractersticas de un rgimen de flujo laminar al interior de una tubera.

3.3.2.- Describe las caractersticas de un rgimen de flujo turbulento al interior de una tubera.

3.3.3.- Calcula nmeros de Reynolds para identificar regmenes de flujo en la conduccin de un fluido.

Flujo laminar.Flujo turbulento.Energa de flujo.

ACTIVIDADES

1. Resolucin de guas: Resuelve guas de ejercicios de viscosidad y anlisis de flujo.2. Trabajo de investigacin: Investiga sobre aplicaciones de anlisis de flujo, haciendo una presentacin de su investigacin al curso.

4.- Prdidas de cargas primarias y secundarias en fluidos.18 Horas


4.1.- Evala las prdidas de carga de un fluido que circula por conductos cerrados y su incidencia en la conservacin de la energa.4.1.1.- Describe el concepto de prdida de carga primaria y secundaria, en conductos cerrados.

4.1.2.- Determina la prdida de carga, a travs de la ecuacin de Darcy Weisbach.

4.1.3.- Aplica la ecuacin de prdida de carga a un fluido que circula en una tubera.

4.1.4.- Determina coeficientes de friccin, utilizandoel diagrama de Moody.

Prdidas primarias en conductos cerrados o tuberas.Ecuacin de Darcy Weisbach.Clculo de coeficiente de prdidas de carga.Prdidas de carga secundaria.Longitud equivalente.Diagrama de Moody.

4.2.- Evala las prdidas de carga de un fluido que circula por conductos abiertos y su incidencia en la conservacin de la energa, utilizando diversas fuentes de informacin para fundamentar sus decisiones.4.2.1.- Dertermina la frmula de Chzy de prdida de carga, en ductos abiertos.

4.2.2.- Aplica la frmula de Chzy a un fluido que circula en un conducto abierto.

4.2.3.- Evala la prdida de carga, de un fluido que circula en conductos abiertos o canales.

4.2.4.- Expresa opiniones personales que evidencian interpretaciones y valoraciones fundamentadas.

Prdidas primarias en conductos abiertos o canales.Radio hidrulico.Primera formula de Chzy.Coeficiente C de la frmula de Chzy.

ACTIVIDADES

1. Resolucin de guas:Resuelven guas de ejercicios de prdidas de carga en conductos abiertos y cerrados.

5.- Psicrometra.18 Horas


5.1.- Analiza el comportamiento de mezclas de gases y vapores, determinando variables de estado de un fluido gaseoso, por medio del factor de compresibilidad.5.1.1.- Determina el modelo de gas ideal, a partir de la ecuacin de estado para los gases ideales.

5.1.2.- Explica las causas por las cuales el modelo de gas ideal se desva de la realidad.

5.1.3.- Describe el procedimiento para la correccin de la desviacin de la idealidad, a travs de la Ley de los estados correspondientes.

5.1.4.- Determina el factor de correccin de la idealidad, para una condicin dada, con la carta de compresibilidad generalizada.

Mezcla de gases ideales Ecuaciones de estado para gases ideales.Factor de compresibilidad generalizado.Aire Atmosfrico.Carta de compresibilidad generalizada.

5.2.- Evala el comportamiento del aire como mezcla psicromtrica cuantificando procesos que satisfagan requerimientos de acondicionamiento de aire en construccin, utilizando diversas fuentes de informacin para fundamentar sus decisiones.5.2.1.- Explica los conceptos asociados a la psicrometra en trminos analticos.

5.2.2.- Determina en forma emprica la humedad absoluta y relativa del aire atmosfrico.

5.2.3.- Determina la humedad absoluta y relativa del aire atmosfrico, por medio de la carta psicromtrica para una condicin dada.

5.2.4.- Evala procesos de acondicionamiento de aire para una condicin dada en forma analtica.

5.2.5.- Fundamenta cuando se refiere a hechos, opiniones, interpretaciones y valoraciones.

Concepto de humedades absolutas y relativas.Entalpa.Temperatura de bulbo seco, hmedo.Punto de roco.Carta psicromtrica.Procesos de acondicionamiento de aire (calentamiento y enfriamiento sensible) (humectaciones y deshumectaciones).

ACTIVIDADES

1. Actividad prctica: Elabora una maqueta, justificada analticamente, aplicando los aprendizajes esperados de alguna unidad del programa. 2. Exposicin oral: Expone al curso su maqueta y acredita su participacin en la construccin de ella. Esta actividad puede ser desarrollada en forma grupal o individual, y dependiendo de la unidad trabajada, podra ser expuesta durante el semestre no solo al final de l.

ESTRATEGIAS METODOLGICAS

Unidad aprendizaje 1: Presin, Principio de Pascal y sus Aplicaciones. Clase expositiva. Solucin de ejercicios y problemas. Prcticas de laboratorio o taller.Unidad aprendizaje 2: Ecuacin de Continuidad, de Bernoulli y sus Aplicaciones. Clase expositiva. Solucin de ejercicios y problemas. Prcticas de laboratorio o taller.Unidad aprendizaje 3: Anlisis de flujo incompresible en conductos. Clase expositiva. solucin de ejercicios y problemas. Presentacin o exposicin oral.Unidad aprendizaje 4: Prdidas de carga primarias y secundarias en un fluidos. Clase expositiva. Solucin de ejercicios y problemas. Prcticas de laboratorio o taller.Unidad aprendizaje 5: Psicrometra. Clase expositiva. solucin de ejercicios y problemas. Presentacin o exposicin oral.

SISTEMA DE EVALUACIN

SISTEMA DE EVALUACIN DIAGNSTICA (ED)

Se sugiere que al inicio de la asignatura y de cada unidad se realice una evaluacin diagnstica que permita conocer y valorar los conocimientos y desempeos previos del alumno y detectar la presencia o ausencia de pre-requisitos. La informacin recogida le permitir tomar decisiones relacionadas con la planificacin, las estrategias metodolgicas y de evaluacin de las sesiones de aula.

SISTEMA DE EVALUACIN FORMATIVA

Unidad de AprendizajeN EvaluacionesCriterios de evaluacinProcedimientos de evaluacinInstrumentos de evaluacinEvidencias sugeridas

2EF12.1.4.- Aplica la ecuacin de continuidad a sistemas de fluidos con densidades variables y constantes.2.2.3.- Aplica la ecuacin de Bernoulli a sistemas de conduccin de fluidos, que utilizan distintos dispositivos. 2.2.4.- Utiliza la descripcin de la realidad para la identificacin de un problema sea en el mbito acadmico o formativo intermedio, integrando las diversas variables de ste. Prcticas de laboratorio o tallerPauta de cotejoRbrica Ejecucin de un proceso

Informe y/o resolucin de gua de laboratorio o taller

4EF24.1.2.- Determina la prdida de carga, a travs de la ecuacin de Darcy Weisbach. 4.1.3.- Aplica la ecuacin de prdida de carga a un fluido que circula en una tubera. 4.1.4.- Determina coeficientes de friccin, utilizando el diagrama de Moody. 4.2.2.- Aplica la frmula de Chzy a un fluido que circula en un conducto abierto. 4.2.3.- Evala la prdida de carga, de un fluido que circula en conductos abiertos o canales. 4.2.4.- Expresa opiniones personales que evidencian interpretaciones y valoraciones fundamentadas. Prcticas de laboratorio o tallerPauta de cotejoEscala de apreciacinRbrica Ejecucin de un procesoProducto


5EF35.1.1.- Determina el modelo de gas ideal, a partir de la ecuacin de estado para los gases ideales.5.1.4.- Determina el factor de correccin de la idealidad, para una condicin dada, con la carta de compresibilidad generalizada.5.2.2.- Determina en forma emprica la humedad absoluta y relativa del aire atmosfrico. 5.2.3.- Determina la humedad absoluta y relativa del aire atmosfrico, por medio de la carta psicromtrica para una condicin dada. 5.2.4.- Evala procesos de acondicionamiento de aire para una condicin dada en forma analtica. 5.2.5.- Fundamenta cuando se refiere a hechos, opiniones, interpretaciones y valoraciones. Prcticas de laboratorio o tallerPauta de cotejoRbrica Ejecucin de un proceso


Total de EF 3

SISTEMA DE EVALUACIN SUMATIVA

Unidad de AprendizajeN EvaluacionesCriterios de evaluacinProcedimientos de evaluacinInstrumentos de evaluacinEvidencias sugeridas% Parcial% Total

1ES11.1.1.- Describe el concepto de presin en un lquido y un gas, en sistemas hidrulicos y neumticos. 1.1.2.- Determina las unidades que se utilizan para medir presin y sus equivalencias. 1.1.3.- Reconoce instrumentos que se utilizan para medir presin de acuerdo a las propiedades de un fluido 1.1.4.- Describe el comportamiento de un lquido o gas sometido a presin, de acuerdo a sus propiedades. 1.2.1.- Describe la ley de Pascal y su aplicacin en sistemas hidrulicos. 1.2.2.- Relaciona los efectos de una fuerza aplicada sobre una superficie que encierra un fluido, con su presin interna. 1.2.3.- Calcula dimensiones de secciones transversales que rigen el espacio de un fluido en sistemas hidrulicos. 1.2.4.- Aplica el concepto de presin, en la descripcin y formulacin del principio de Pascal. 1.3.1.- Describe el fenmeno de multiplicacin de fuerzas en un sistema hidrulico. 1.3.2.- Demuestra la relacin que existe entre la fuerza y el rea, en una palanca hidrulica de Pascal. 1.3.3.- Calcula fuerzas, reas y carreras en una palanca hidrulica de Pascal, a partir de informacin dada. Prueba tipo testPruebas MixtasRespuestas del alumno15%75%

2ES22.1.1.- Identifica el concepto de caudal volumtrico y caudal msico, en un sistema hidrulico de conduccin. 2.1.2.- Define la ecuacin de continuidad de caudales, para un fluido en movimiento. 2.1.3.- Describe los cambios de densidad y velocidad de un flujo de gas al interior de una tubera. 2.1.4.- Aplica la ecuacin de continuidad a sistemas de fluidos con densidades variables y constantes. 2.2.1.- Clasifica los diferentes tipos de energa de un fluido, en sistemas hidrulicos 2.2.2.- Define la ecuacin de energa de Bernoulli, para un fluido incompresible. 2.2.3.- Aplica la ecuacin de Bernoulli a sistemas de conduccin de fluidos, que utilizan distintos dispositivos. Prueba tipo testPruebas MixtasRespuestas del alumno15%

3ES33.1.1.- Describe el concepto de viscosidad en un fluido de acuerdo a sus caractersticas. 3.1.2.- Reconoce los diferentes tipos de viscosidad de un fluido de acuerdo a sus caractersticas. 3.1.3.- Analiza los efectos de la temperatura en la viscosidad de un fluido de acuerdo a sus caractersticas. 3.2.1.- Determina conceptualmente el nmero de Reynolds, aplicando el concepto de viscosidad. 3.2.2.- Analiza los diferentes regmenes de flujo de un fluido, en una instalacin hidrulica. 3.2.3.- Aplica en el estudio de un fluido en movimiento, el concepto de viscosidad y su incidencia en sistemas hidrulicos. 3.3.1.- Describe las caractersticas de un rgimen de flujo laminar al interior de una tubera. 3.3.2.- Describe las caractersticas de un rgimen de flujo turbulento al interior de una tubera. 3.3.3.- Calcula nmeros de Reynolds para identificar regmenes de flujo en la conduccin de un fluido.Prueba tipo testPruebas MixtasRespuestas del alumno15%

4ES44.1.1.- Describe el concepto de prdida de carga primaria y secundaria, en conductos cerrados. 4.1.2.- Determina la prdida de carga, a travs de la ecuacin de Darcy Weisbach. 4.1.3.- Aplica la ecuacin de prdida de carga a un fluido que circula en una tubera. 4.1.4.- Determina coeficientes de friccin, utilizando el diagrama de Moody. 4.2.1.- Dertermina la frmula de Chzy de prdida de carga, en ductos abiertos. 4.2.2.- Aplica la frmula de Chzy a un fluido que circula en un conducto abierto. 4.2.3.- Evala la prdida de carga, de un fluido que circula en conductos abiertos o canales. Prctica de laboratorio o tallerPauta de cotejoEscala de apreciacinRbricaEjecucin de un procesoProductoInforme y o resolucin de gua de laboratorio o taller15%

5ES55.1.1.- Determina el modelo de gas ideal, a partir de la ecuacin de estado para los gases ideales. 5.1.2.- Explica las causas por las cuales el modelo de gas ideal se desva de la realidad. 5.1.3.- Describe el procedimiento para la correccin de la desviacin de la idealidad, a travs de la Ley de los estados correspondientes. 5.1.4.- Determina el factor de correccin de la idealidad, para una condicin dada, con la carta de compresibilidad generalizada. 5.2.1.- Explica los conceptos asociados a la psicrometra en trminos analticos. 5.2.2.- Determina en forma emprica la humedad absoluta y relativa del aire atmosfrico. 5.2.3.- Determina la humedad absoluta y relativa del aire atmosfrico, por medio de la carta psicromtrica para una condicin dada. 5.2.4.- Evala procesos de acondicionamiento de aire para una condicin dada en forma analtica. Prctica de laboratorio o tallerPauta de cotejoEscala de apreciacinRbricaEjecucin de un procesoProductoInforme y o resolucin de gua de laboratorio o taller20%

Total de ES mnimas obligatorias5Porcentaje para evaluaciones establecidas por el docente de aula20%

Examen25%

BIBLIOGRAFA DE LA ASIGNATURA

Bibliografia Obligatoria

Ttulo Autor Ao ISBN/ISSN Editorial Fuente Nombre Recurso Digital Tipo de Material

Fsica universitaria v.1Sears, Francis Weston20049702605113Pearson EducacinLibro

Mecnica de los fluidosCarbajal lvarez, Antonio20129789591619211Editorial Universitariae-Libroebook

Mecnica de fluidos: problemas resueltosLpez-Herrera Snchez, Jos Mara20059788448173951McGraw-Hill Espaae-Libroebook

Mecnica de fluidos: fundamentos y aplicacionesengel, Yunus A.20069781456202538McGraw-Hill Espaae-Libroebook

Mecnica de fluidos White, Frank M. 20049788448179816McGraw-Hill Espaae-Libroebook

Fundamentos y aplicaciones de la mecnica de fluidosBarrero Ripoll, Antonio20059788448178109McGraw-Hill Espaa e-Libroebook

Fundamentos de fsica v.2Serway, Raymond A.20069706863818ThomsonLibro

Bibliografia Sugerida:

Ttulo Autor Ao ISBN/ISSN Editorial Fuente Nombre Recurso Digital Tipo de Material

Fsica : conceptos y aplicacionesTippens, Paul E.20079786071504715McGraw Hill InteramericanaLibro

PERFIL DOCENTE

PreferenciaTtulo ProfesionalGrado AcadmicoExperiencia DocenteExperiencia Profesional

1Profesor de Estado en FsicaLicenciado33

2Ingeniero en ConstruccinLicenciado33

Observaciones

Deseable experiencia en docencia en fsica aplicada a la especialidad de construccin.

ESTNDAR SOFTWARE

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