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UANL - FIME Potencia Fluida

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IT-7-ACM-04-R03

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VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

PROGRAMA ANALÍTICO FIME

Nombre de la unidad de aprendizaje: Potencia Fluida Frecuencia semanal: 3 hrs. Horas presenciales: 42 hrs. Horas de trabajo extra-aula: 28 hrs. Modalidad: Presencial Período académico: Semestral Unidad de aprendizaje: (X ) obligatoria ( ) optativa Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura ( X ) Formación básica profesional ( ) Formación profesional ( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección Créditos UANL: 3 incluyendo el laboratorio Fecha de elaboración: 12 / 09 / 2012 Fecha de la última actualización: 26 / 11 / 2013 Responsables del diseño: M.C. Juan Antonio Franco Quintanilla. M.C. Francisco Javier Guevara Castillo. Ing. Raúl Gutiérrez Herrera M.C. Yumei Mata He

M.C. Roberto Villarreal Garza Presentación: Esta unidad de aprendizaje se divide en 6 fases, en la primera fase se hace una introducción general relacionado con los sistemas de unidades absoluto y técnico; y propiedades de un fluido en la segunda fase se estudiaran los principios tanto de potencia hidráulica como neumática, en la tercera fase se dará a conocer la simbología estandarizada de los elementos que forman un circuito así como el funcionamiento de las


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diferentes tipos de bombas de desplazamiento positivo ,además el funcionamiento de los diferentes dispositivos de control de dirección, flujo y presión; Así como también los diferentes tipos de actuadores. En la cuarta fase se darán a conocer los conceptos básicos para el diseño de circuitos oleo hidráulicos y sus aplicaciones; Así como el acumulador mientras que en la quinta fase se darán a conocer los dispositivos de generación de aire así como también los que controlan la dirección, el flujo y la presión del aire. En la sexta fase se darán a conocer los conceptos básicos para el diseño de circuitos neumáticos y sus aplicaciones.

Propósito:

Esta unidad de aprendizaje ofrece a los estudiantes de ingeniería la oportunidad de desarrollar competencias para aplicar los

fundamentos básicos de Potencia Fluida en la solución de problemas de ingeniería, con el apoyo de herramientas tecnológicas, que contribuyan al diseño de sistemas hidráulicos y Neumáticos que cumplan con los estándares y la política de calidad requeridos.

La finalidad de la unidad de aprendizaje es contribuir al perfil del ingeniero y cumplir con los requerimientos de las unidades de aprendizaje subsecuentes, en las cuales se requieren los valores numéricos de los parámetros y variables fundamentales de la Potencia Fluida para el diseño de los elementos físicos que constituyen un sistema de circuitos básicos tanto hidráulicos como neumáticos.

Como consecuencia se generarán profesionistas competentes y capaces de realizar una actuación creativa en la que el desempeño integre los conocimientos, habilidades y actitudes en torno a la aplicación de Potencia Fluida para la solución de problemas.

Competencias del perfil de egreso: a. Competencias de la Formación General Universitaria a las que contribuye esta unidad de aprendizaje:

Esta unidad de aprendizaje contribuye al desarrollo de las siguientes competencias generales: Competencias instrumentales:

• Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y campos del conocimiento que le permitan la toma de decisiones oportunas y pertinentes en los ámbitos personal, académico y profesional.

• Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal de acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y expresar ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque ecuménico.


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Competencias personales y de interacción social

• Interviene frente a los retos de la sociedad contemporánea en lo local y global con actitud crítica y compromiso humano, académico y profesional para contribuir a consolidar el bienestar general y el desarrollo sustentable.

• Practica los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás, respeto a la naturaleza, integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir a construir una sociedad sostenible.

Competencias integradoras

• Construye propuestas innovadoras basadas en la comprensión holística de la realidad para contribuir a superar los retos del ambiente global interdependiente.

b. Competencias específicas del perfil de egreso a las que contribuye la unidad de aprendizaje:

Analizar las herramientas teóricas necesarias para la detección de mejoras en sistemas hidráulicos y neumáticos utilizando las leyes de Newton y termodinámicas para diseñar o rediseñar sistemas con alta eficiencia que cumplan con los estándares de calidad y sustentabilidad establecidos.


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Representación gráfica

Competencias de la Unidad de Aprendizaje

Instrumentales

Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y

campos del conocimiento que le permitan la toma de decisiones oportunas y

pertinentes en los ámbitos personal, académico y profesional

Analizar las herramientas teóricas necesarias para la detección de mejoras en

sistemas hidráulicos y neumáticos

Definir las diferencias entre los sistemas de unidades absoluto y técnico mediante un análisis

dimensional y la aplicación de la 2ª ley de Newton que los relaciona, para trabajar con unidades

congruentes y obtener resultados correctos en unidades

Describir los conocimientos básicos de las propiedades de los fluidos analizando resultados comprobables para su posterior interacción con

leyes de la Oleohidráulica

Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal de

acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y expresar ideas,

sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque ecuménico

Analizar las herramientas teóricas utilizando las leyes

de Newton y termodinámicas para diseñar o rediseñar

sistemas

Describir los elementos de circuitos, componentes hidráulicos y los diferentes tipos de bombas de

desplazamiento positivo con la simbología estandarizada para diseñar o rediseñar un sistema

oleo hidráulico

Describir los circuitos básicos con la utilización de la simbología, ecuaciones correspondientes, para

calcular los valores y el comportamiento de los elementos que intervienen en la formación de los circuitos oleohidráulicos que incluya determinar

numéricamente el tamaño de un acumulador oleohidráulico

Personales y de Interacción

Social

Practica los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás, respeto a la naturaleza,

integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir a construir una sociedad sostenible

Interviene frente a los retos de la sociedad contemporánea en lo local y

global con actitud crítica y compromiso humano, académico y profesional para

contribuir a consolidar el bienestar general y el desarrollo sustentable

Analizar las herramientas que cumplan con los estándares de calidad y sustentabilidad

establecidos

Aplicar los principios de la neumática básica con los conceptos y teorías de los fluidos compresibles en la aplicación de los

sistemas neumáticos enfatizando de forma verbal la importancia de los sistemas neumáticos para el entendimiento

de estos principios en la automatización de la industria

Integradoras

Construye propuestas innovadoras basadas en la comprensión holística de la

realidad para contribuir a superar los retos del ambiente global

interdependiente

Analizar las herramientas teóricas necesarias para la detección de mejoras en

sistemas hidráulicos y neumáticos para diseñar o rediseñar sistemas con alta

eficiencia que cumplan con los estándares de calidad y sustentabilidad establecidos

Analizar los circuitos básicos con la utilización de la simbología, ecuaciones correspondientes, métodos sistemáticos y el comportamiento de los elementos

que intervienen en la formación de los circuitos neumáticos, Para poder diseñar nuevos circuitos


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Unidad temática 1: Análisis dimensional y sistemas de unidades. Competencias particulares: Definir las diferencias entre los sistemas de unidades absoluto y técnico mediante un análisis dimensional y la aplicación de la 2ª ley de Newton que los relaciona, para trabajar con unidades congruentes y obtener resultados correctos en unidades.

Elementos de Competencia

Evidencias de aprendizaje

Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Identificar a que sistemas pertenecen las unidades de las variables que interactúan en una fórmula o ecuación, con un análisis dimensional para obtener resultados correctos en unidades congruentes en la materia de potencia fluida.

Tabla de relación de dimensiones y parámetros físicos.

Tabla de relación de dimensiones y parámetros físicos: � Contenido de la tabla

especificado como en ejemplo visto en clase.

� Asignación de dimensiones correctas a parámetros o variables especificadas.

� Presentación y limpieza del trabajo.

� Entrega a tiempo.

- Relacionar las dimensiones con las unidades correspondientes de los diferentes parámetros físicos, mediante una tabla que lo exprese.

Determinación de las dimensiones de variables relacionadas con parámetros utilizados principalmente en la Potencia fluida.

Apuntes, libro de texto, Internet, libros de consulta y revistas científicas, Sociedad Nacional de Potencia Fluida (NFPA), AMCA, fluid power society (ifS) y revistas científicas fuera del aula.


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Unidad temática 2: Introducción a la potencia hidráulica y neumática. Competencias particulares: Describir los conocimientos básicos de las propiedades de los fluidos analizando resultados comprobables para su posterior interacción con leyes de la Oleohidráulica.




Identificar las propiedades de los fluidos mediante las características físicas que las definen para su aplicación en la solución de problemas.

Problemas resueltos del tema de unidad de potencia.

Problemas resueltos del tema de unidad de potencia: � Aplicación de la ley de

Pascal. � Que contenga

fundamentalmente la relación entre los tipos de presión para el efecto de vasos comunicantes.

� Definición correcta de los tipos de presión, cavitación, aireación.

� Equivalencias entre unidades de viscosidad, potencia y presión.

� Presentación y limpieza.


Desarrollar por escrito la solución a los problemas planteados por el profesor mediante la ley de Newton, Pascal, principios de continuidad y de la viscosidad.

-Ley de Pascal -Leyes de Newton -Ecuación de gasto -Ecuación de continuidad -Ecuación de Bernoulli -Ecuación de Darcy-Weisbach -Relación Beta, tamaño del depósito, filtros.

Apuntes, libro de texto, Internet, libros de consulta y revistas científicas, Sociedad Nacional de Potencia Fluida (NFPA), AMCA, fluid power society (ifS) y revistas científicas fuera del aula.


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Unidad temática 3: Simbología, bombas, dispositivos de control de dirección y presión Competencias particulares: Describir los elementos de circuitos, componentes hidráulicos y los diferentes tipos de bombas de desplazamiento positivo con la simbología estandarizada para diseñar o rediseñar un sistema oleo hidráulico.




Describir el funcionamiento de un sistema Oleohidráulico identificando cada uno de sus componentes y la función que desempeñan utilizando la simbología, para su posterior Implementación física.

Circuitos básicos con bombas de desplazamiento positivo

Circuitos básicos con bombas de desplazamiento positivo: � Que contenga

fundamentalmente la relación entre los tipos de símbolos de los circuitos planteados y las clasificaciones de las bombas de desplazamiento positivo.

� Definición correcta de los tipos de símbolos de presión, velocidad y distribución.

� Elaboración de curvas de funcionamiento de las bombas de desplazamiento positivo



Aplicar correctamente el procedimiento para la solución y creación de circuitos con simbología del caso planteado.

-Utilización de los conceptos y búsqueda de los símbolos de cada elemento de los sistemas oleohidráulicos -Equivalencias entre símbolos en norma ISO1219 y NFPA. -Determinación de las dimensiones de variables y formulación relacionadas con parámetros utilizados en los tres tipos básicos de bombas de desplazamiento positivo.

Apuntes, libro de texto, Internet, libros de consulta y Revistas científicas, Sociedad Nacional de Potencia Fluida (NFPA), AMCA, fluid power society (ifS) software de simulación Fluid sim-H, sim-P, software de simulación Automation Studio y revistas científicas fuera del aula.


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Unidad temática 4: Diseño de circuitos oleohidráulicos y sus aplicaciones, incluyendo los acumuladores oleohidráulico Competencias particulares: Describir los circuitos básicos con la utilización de la simbología, ecuaciones correspondientes, para calcular los valores y el comportamiento de los elementos que intervienen en la formación de los circuitos oleohidráulicos que incluya determinar numéricamente el tamaño de un acumulador oleohidráulico.




Determinar los valores correctos de los parámetros para la formación y creación de los circuitos oleohidráulicos en base a las especificaciones de los elementos de trabajo para su aplicación incluyendo la determinación del tamaño de un acumulador en un caso de selección previa y si es factible implementarlo para el uso en maquinaria que utilice sistema oleohidráulicos

Ensayo y simulación sobre tipos de circuitos y su relación con acumuladores hidráulicos.

Ensayo y simulación sobre tipos de circuitos y su relación con acumuladores hidráulicos: � Aplicación correcta y

funcionamiento del circuito creado.

� Certeza de cálculos efectuados.

� Asignación correcta de unidades de medida.



Realizar un ensayo que contenga: Interpretar correctamente los circuitos, la interacción que implica la simbología de los circuitos planteados. Resolver por escrito el caso planteado por el profesor. Imprimir solución del caso para entregar como evidencia del elemento de competencia.

Ecuaciones fundamentales de los gases: -Ley de Boyle. -Proceso Isotérmico. -Proceso adiabático -Volumen de desplazamiento. -Parámetros de diseño de los circuitos oleohidráulicos

Apuntes, libro de texto, Internet, libros de consulta y revistas científicas, Sociedad Nacional de Potencia Fluida (NFPA), AMCA, fluid power society (ifS), software de simulación Fluid sim-H, sim-P, software de simulación Automation Studio y revistas científicas fuera del aula.


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Unidad temática 5: Introducción a la neumática Competencias particulares: Aplicar los principios de la neumática básica con los conceptos y teorías de los fluidos compresibles en la aplicación de los sistemas neumáticos enfatizando de forma verbal la importancia de los sistemas neumáticos para el entendimiento de estos principios en la automatización de la industria.




Describir el funcionamiento de un sistema neumático y sus elementos que lo conforman mediante su simbología para diferenciar la simbología hidráulica.

Diseño de un sistema neumático en base a especificaciones establecidas.

Diseño de un sistema neumático en base a especificaciones establecidas: � Que contenga

fundamentalmente la relación entre los tipos de símbolos de los circuitos planteados y las clasificaciones de los compresores de desplazamiento positivo.

� Definición correcta de los tipos de símbolos de presión, velocidad y distribución.

� Presentación y limpieza. � Entrega a tiempo.

-Aplicar correctamente el procedimiento para la solución y creación de circuitos con simbología del caso planteado de lo cual deberá realizar un Diseño de un sistema neumático en base a especificaciones establecidas, y elaboración de circuitos básicos en base a necesidades de la unidad de aprendizaje

Ecuaciones fundamentales de los gases: -Ley de Boyle. -Proceso Isotérmico. -Proceso adiabático -Flujo de aire libre y flujo de aire comprimido. -Parámetros de diseño de los circuitos neumáticos. - Ensayo y simulación sobre tipos de circuitos con compresores e incluyendo unidades de acondicionamiento del aire y su relación con los elementos de trabajo.



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Unidad temática 6: Diseño de circuitos neumáticos y aplicaciones Competencias particulares: Analizar los circuitos básicos con la utilización de la simbología, ecuaciones correspondientes, métodos sistemáticos y el comportamiento de los elementos que intervienen en la formación de los circuitos neumáticos, Para poder diseñar nuevos circuitos.




Determinar los valores correctos de los parámetros para la formación y creación de los circuitos neumáticos en base a un método sistemático para la simplificación en la realización de los circuitos

Reporte de circuitos neumáticos con métodos sistemáticos.

Reporte de circuitos neumáticos con métodos sistemáticos: � Aplicación correcta y

funcionamiento del circuito creado.

� Certeza y comprobación del método sistematizado.



Aplicar correctamente el procedimiento para la solución del caso planteado utilizando la secuencia de funcionamiento de lo cual deberá realizar un reporte que incluya Ensayo y simulación de circuitos neumáticos con métodos sistemáticos.

-Diagrama Espacio-fase -Diagramas espacio-tiempo -Secuencia de movimientos -Grafcet Métodos sistematizados: -Cascada. -Paso a paso -Conteos -Retrasos de señales.



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Evaluación integral de procesos y productos (ponderación /evaluación sumativa) Evidencia Ponderación Tabla de relación de dimensiones y parámetros físicos. 5 % Problemas resueltos del tema de unidad de potencia. 10 % Circuitos básicos incluyendo bombas de desplazamiento positivo en las unidades oleohidráulicas 10 % Examen de medio curso 25 % Ensayo y simulación sobre tipos de circuitos y su relación con acumuladores hidráulicos. 5 % Diseño de un sistema neumático en base a especificaciones establecidas, y elaboración de circuitos básicos en base a necesidades de la unidad de aprendizaje. 5 % Ensayo y simulación de nuevos circuitos utilizando la metodología sistematizada con el ensayo y simulación de circuitos neumáticos con aplicaciones industriales. 10 % Examen ordinario 25 % Producto integrador de aprendizaje: Producto integrador 5 % Al finalizar la unidad de aprendizaje los estudiantes entregarán un portafolio el cual contendrá las siguientes evidencias por escrito: Tabla de relación de dimensiones y parámetros físicos, Problemas resueltos del tema de unidad de potencia, Elaboración de circuitos básicos incluyendo bombas de desplazamiento positivo en las unidades oleohidráulicas, Tarea libre, Ensayo y simulación sobre tipos de circuitos y su relación con acumuladores hidráulicos. Como un caso resuelto correctamente con circuitos básicos, Diseño de un sistema neumático en base a especificaciones establecidas, y elaboración de circuitos básicos en base a necesidades de la unidad de aprendizaje, Interpretación y rediseño de nuevos circuitos utilizando la metodología sistematizada con el ensayo y simulación de circuitos neumáticos con aplicaciones industriales, este deberá estar estructurado con una portada, introducción, marco teórico, evidencias, conclusiones y fuentes de información. Fuentes de apoyo y consulta:

� Libro: Book: Fluid power with application Autor: Anthony Esposito

Editorial: Prentice Hall


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� Libro: Oleohidráulica Autor: Nicolás A. Serrano Editorial: Mc Graw Hill

� Libro: Neumática Autor: A. Serrano

Editorial: Paraninfo (Thomson Learning

� Libro: Tecnología hidráulica industrial Autor: Schraderbellows Parker Editorial: Parker Hannifin

� Libro: Hidráulica Autor: FESTO

Editorial: Inc. FESTO

� Libro: Neumática Autor: FESTO

Editorial: Inc. FESTO

� Libro: Oil hydraulic power and its industrial applications Autor: Walter Ernest Editorial: Mc.Graw-Hill

o Tema: Low Noise, increased reliability, digital control -a new generation of radial piston pumps Liga: http://www.moog.com/industrial

http:// www.moog.com/contact © Moog Inc. 2010 All Rights Reserved

Fecha última revisión: 28 de Noviembre del 2013


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� Revista: Moving your world ideas in motion control from moog industrial Año:

# de revista: Issue 22 Mes:

Nombre del artículo: The future of fluid power: The need for speed in helicopter testing Autor: Marie-Laure Gelin, Marketing Manager,

Tom Pierce, Business Development Manager for Pacific Test & Simulation Markets

-Stephen Ploegman, Project Manager for Aerospace Test Systems

� Revista: Moving your world ideas in motion control from moog industrial Año:

# de revista: Issue 22 Mes:

Nombre del artículo: The future of fluid power: 6 challenges facing hydraulic engineers,the need for speed in helicopter testing Autor: Dave Geiger, Hydraulic Systems Engineering Manager, Moog Industrial Group

Perfil del docente: Grado de Licenciatura, Maestría y/o Doctorado que tenga estudios en potencia fluida, mecánica de fluidos e hidráulica u Oleohidráulica. Ficha bibliográfica del profesor: Nombre: M.C. Juan Antonio Franco Quintanilla Título o títulos: Ingeniero Mecánico Electricista y Maestro en ciencias de la ingeniería. Experiencia profesional: Área académica F.I.M.E. – U.A.N.L. Nombre: M.C. Francisco Javier Guevara Castillo Título o títulos: Ingeniero Mecánico Electricista y Maestría en ciencias de la ingeniería Experiencia profesional: Industria Metal- mecánica y Área académica F.I.M.E. – U.A.N.L.


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Nombre: Ing. Raúl Gutiérrez Herrera Título o títulos: Ingeniero Mecánico Electricista Experiencia profesional: Industria a nivel corporativo, Industria en general, proyectos, construcción y mantenimiento mecánico y eléctrico; Área académica F.I.M.E. – U.A.N.L.

JEFATURA DE ACADEMIA JEFATURA DE DEPARTAMENTO

COORDINACIÓN DE LA DIVISIÓN SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA DE MECÁNICA

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