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Mecnica de Fluidos I Pgina 1 de 4

SILABO 1.0 INFORMACION GENERAL

1.1 ASIGNATURA : MECNICA DE FLUIDOS I 1.2 CDIGO DEL CURSO : 08 305 1.3 CARCTER DE LA SIGNATURA : OBLIGATORIO 1.4 PRE - REQUISITO : 08 208 - DINMICA 1.5 DURACION : 17 Semanas y media 1.6 CRDITOS : 04 1.7 CARGA HORARIA : 3 Horas Teora, y 2 Horas Prctica 1.8 CICLO : QUINTO CICLO

2.0 OBJETIVO DEL CURSO. Proporcionar a los alumnos los conocimientos fundamentales de la esttica y dinmica de fluidos, y de las tcnicas bsicas de anlisis de los flujos: Anlisis integral o de volumen de control, anlisis diferencial o a nivel de partcula fluida, y anlisis dimensional para interpretacin de estudios experimentales y organizacin de resultados, poniendo nfasis en las aplicaciones a la carrera de Ingeniera Civil y propendiendo al uso de mtodos numricos en computadores.

3.0 SISTEMA DE EVALUACION PP : Promedio de Prcticas. PF : Promedio Final EP : Examen Parcial EF : Examen Final

44321

3PPPPPPPPEFEPPF +++=++=

Nota: Un Examen Sustitutoro reemplazar a la nota ms baja entre el Examen Final y el Examen Parcial.

4.0 PROGRAMACION ANALITICA El contenido del curso distribuido en semanas es la siguiente: SEMANAS 01 y 02: INTRODUCCION a. La mecnica de fluidos en la ingeniera. b. Los fluidos y la hiptesis del continuo

- El modelo del continuo c. Propiedades de los fluidos

- Densidad, volumen especfico, peso especfico y densidad relativa - Presin - Propiedades relacionadas con la temperatura y la energa - Relaciones entre propiedades y el gas ideal - Viscosidad - Propiedades secundarias

d. Dimensiones y sistemas de unidades e. Alcance de la mecnica de fluidos.

- Esttica de fluidos - Dinmica de los fluidos

f. Resolucin de problemas de mecnica de fluidos.

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- Tipos de problemas. - Mtodo sistemtico para la resolucin de problemas.

g. Computadoras y mecnica de fluidos. - Mtodos numricos como herramienta de anlisis. - El computador como herramienta para el diseo. - Programas de cmputo para la resolucin de problemas. - Dinmica de fluidos computacional.

SEMANAS 03 y 04: ESTATICA DE FLUIDOS. a. Presin en un punto: Ley de Pascal. b. Variacin de la presin en un fluido esttico

- Variacin de la presin en un fluido de densidad constante - Variacin de la presin en un fluido de densidad variable y la atmsfera

estndar. c. Manometra y medicin de presin

- Manmetros. - Otros dispositivos para medir la presin.

d. Fuerzas de presin sobre superficies - Fuerzas sobre superficies planas. - Fuerzas sobre superficies curvas.

e. Mecnica de cuerpos sumergidos y flotantes - Flotacin 90. - Estabilidad de cuerpos sumergidos y flotantes

SEMANAS 05 y 06: CONCEPTOS FUNDAMENTALES PARA EL ANALISIS DE FLUJOS. a. Algunos flujos tpicos. b. Descripcin del flujo de fluidos

- El concepto de campo: descripcin lagrangiana de la euleriana. - Visualizacin del campo de velocidades. - Clasificacin del campo de velocidades. - Regmenes de flujo.

c. Anlisis del flujo de fluidos. - Las Leyes fundamentales. - Formulacin matemtica: sistema como funcin del volumen de control. - Formulacin matemtica: el enfoque diferencial como funcin del volumen de

control finito. - La derivada euleriana - El teorema del transporte

d. Mtodos para resolver problemas de flujo en ingeniera. e. Prctica Calificada N 01: Problemas

SEMANA 07: EL METODO DIFERENCIAL PARA EL ANALISIS DE FLUJO. a. Conceptos preliminares.

- Panorama del Mtodo diferencial. - Alternativas para formular las ecuaciones diferenciales. - Cinemtica de una partcula de fluido. - Velocidad y aceleracin en coordenadas de lneas de corriente.

b. La ecuacin diferencial de continuidad. - Deduccin de la ecuacin diferencial de continuidad - Funcin de corriente para un flujo bidimensional y bidireccional.

SEMANA OCHO: EXAMEN PARCIAL.

SEMANAS 09, 10 y 11:c. Ecuaciones diferenciales de conservacin de la cantidad de movimiento y de la

energa.

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d. Dinmica de un flujo no viscoso. - Las ecuaciones de Euler. - Integracin de las ecuaciones de Euler.

e. Teora del flujo Potencial. - Dinmica del flujo sin viscosidad e irrtacional. - El potencial de velocidades y la funcin de corriente. - Mtodos para resolver problemas de flujo potencial. - Flujos potenciales planos a partir de singularidades - Flujos sobre cuerpos a partir de la superposicin de singularidades simples - El mtodo de diferencias finitas para el clculo directo de flujos potenciales. - El mtodo de singularidades distribuidas (panales) para el clculo directo de

los flujos potenciales. f. Introduccin a la dinmica de un flujo viscoso

- Ecuaciones de Cauchy y de Navier Stokes g. Prctica Calificada N 2: Problemas

SEMANAS 12, 13, y 14: EL METODO DEL VOLUMEN DE CONTROL FINITO PARA EL ANALISIS DEL FLUJO.

a. Panorama del mtodo del volumen de control finito - Mtodos para el desarrollo de las ecuaciones de trabajo - Eleccin de los volmenes de control adecuados

b. La ecuacin de continuidad - Deduccin de la ecuacin de continuidad - Caudal msico y velocidad promedio - Formas simplificadas de la ecuacin de continuidad

c. Las ecuaciones de energa - Deduccin de la ecuacin general de energa - Algunas formas simplificadas de la ecuacin general de la energa - La ecuacin de la energa mecnica - La ecuacin de Bernoulli - Resumen y comparacin de las diversas formas de la ecuacin de la energa

d. Las ecuaciones de cantidad de movimiento - Deduccin de la ecuacin de cantidad de movimiento lineal - Evaluacin de los trminos en la ecuacin de cantidad de movimiento lineal - Aplicacin de la ecuacin de cantidad de movimiento lineal - La ecuacin de cantidad de movimiento lineal para volmenes de control

mviles y deformables. - La ecuacin del momento angular - Aplicacin de la ecuacin del momento angular turbo mquinas

e. Aplicacin de continuidad, energa cantidad de movimiento - Aplicacin simultnea de continuidad, energa y cantidad de movimiento - Empleo del mtodo del volumen de control en los problemas de diseo de

ingeniera" - Apoyo de computador en anlisis mediante volumen de control finito

f. Prctica Calificada N 3: Problemas

SEMANAS 15 y 16: ORGANIZACIN DE LA INFORMACION DE FLUJOS ANALISIS DIMENSIONAL.

a. La necesidad del anlisis dimensional b. Los fundamentos del anlisis dimensional

- Parmetros adimensionales y teorema Pi - Aplicacin del teorema Pi - Construccin de un sistema de parmetros adimensionales

c. Parmetros adimensionales comunes en la mecnica de fluidos

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- Parmetros adimensionales estndar - Significado fsico de los parmetros adimensionales

d. Una aplicacin del anlisis dimensional: prueba de modelos y semejanza. - Prueba de modelos y extrapolacin de resultados - El principio de semejanza - Dificultades en las pruebas de un modelo

e. Prctica Calificada N 4: Problemas

SEMANA 17: EXAMEN FINAL.

5.0 BIBLIOGRAFIA. a. Gerhart, Gross, Hochstein, "Fundamentos de Mecnica de Fluidos", Addison -

Wesley, Iberoamericana, Buenos Aires, 1995. b. White Frank, "Mecnica de Fluidos", Mc Graw Hil, Mxico, 1988. c. Potter Merle, Wiggert David "Mechanics of fluids", Prentice-Hall, New Jersey,

1991.