Termodinámica y Mecánica de Fluidos (Graduado en ... WEB/Trasp Termo y MF... · 1 Termodinámica...

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Termodinámica y Mecánica de Fluidos (Graduado en Ingeniería Marina / Marítima)

Asignaturas Troncales de 2º curso

6 cr (30h teoría + 20h prac. aula + 10h lab. + 6h tut. + 12h eval.)

Departamento:

Area:

Ingeniería Eléctrica y Energética

Máquinas y Motores Térmicos

CARLOS J RENEDO [email protected]

Despachos: ETSN 236 / ETSIIT S-3 28

http://personales.unican.es/renedoc/index.htm

Tlfn: ETSN 942 20 13 44 / ETSIIT 942 20 13 82

2

Profesores en E.T.S. Náutica

Planta 2ª

3

Laboratorio en E.T.S. Náutica

Sótano

4

E.T.S.I.I.yT.

5

ETSI Industriales

Ciencias

Derecho y Económicas

INTERFAC.

E.T.S.I.I.yT.

6

ETSI Industriales

Ciencias

E.T.S.I.I.yT.

7

ETSI Industriales

Ciencias

E.T.S.I.I.yT.

8

En AUTOBUS

E.T.S.I.I.yT.

ENTRAR EN CAMINOS POR SU PUERTA PRINCIPAL Y PASAR POR EL PUENTE (ACCESO EN INDUST. POR PLANTA +2)

PASAR ENTRE LOS DOS EDIFICIOS DE CAMINOS (ACCESO EN INDUSTRIALES POR PLANTA 0)

9

ENTRAR EN CAMINOS POR SU PUERTA PRINCIPAL Y PASAR POR EL PUENTE

(ACCESO EN INDUSTRIALES POR PLANTA +2)


E.T.S.I.I.yT.

10

ENTRADA POR EL PUENTE DE CAMINOS

ACCESO A INDUSTRIALES POR EL PUENTE (ENTRADA EN PLANTA +2)

Ascensores

E.T.S.I.I.yT.

11

EDIFICION NUEVO DE CAMINOS

EDIFICIO VIEJO DE CAMINOS

EDIFICIO DE INDUSTRIALES

E.T.S.I.I.yT.

12


EDIFICION NUEVO DE CAMINOS

EDIFICIO VIEJO DE CAMINOS

E.T.S.I.I.yT.

13


E.T.S.I.I.yT.

14

ENTRADA PRINCIPALPLANTA 0

Ascensores

ACCESO EN INDUSTRIALES POR PLANTA 0

Más aulas en la Planta-1 (de la 11 a la 18)

02

03060708

05 04

01

E.T.S.I.I.yT.

15

ETSI Industriales

En AUTOMOVIL

E.T.S.I.I.yT.

16

PARKING DETRÁS DE LA ETSI INDUSTRIALES

(PARQUE DE LAS LLAMAS)

PARKING DEL PALACIO DE DEPORTES(MEJILLON, BALLENA, GOTA DE AGUA)

ETSI INDUSTRIALES

En AUTOMOVIL

E.T.S.I.I.yT.

17

PARKING DETRÁS DE LA ETSI INDUSTRIALES

(PARQUE DE LAS LLAMAS)

E.T.S.I.I.yT.

18

ACCESO ESCALERA C

ACCESO ESCALERA B

ACCESO ESCALERA A

E.T.S.I.I.yT.

19

ENTRADAS DESDE EL PARQUE

ESCALERA APLANTA ‐4

ESCALERA BPLANTA ‐6 ESCALERA C

PLANTA ‐6

Ascensores

E.T.S.I.I.yT.

20

PLANTA ‐2

PLANTA ‐3

Máq. Vapor

Laboratorio

CJR

Sala del DPTO

Asc.

Asc.

E.T.S.I.I.yT.

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Relación con otras Asignaturas

Sistemas y cambios de Unidades, …

Areas, Volúmenes, Momentos de Inercia, …

Interpolar linealmente, Integrar, Derivar, …

Herramientasconocidas

Física

Matemáticas

Química

Generadores de Vapory Transmisión de Calor

Motores

Sistemas Auxiliares

Turbinas de Vapor y Gas

Propulsores

Mecánica de Fluidos 2

Termodinámica

Mecánica de fluidos

Construcción Naval

Refrigeración y T.E.

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Cuadro General de Horas

HorasPresenciales

75

Clase

Teoría de Aula 30h

Prácticas de Aula 20h

Prácticas de Laboratorio 10h

SeguimientoTutoría 6h

Evaluación 12h

EEES: 1cr = 25h de trabajo del alumno

Total: 150h / 10h a la semana

AULA 16 Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes

12:00 a 13:00 T. y M.F. T. y M.F.

13:00 a 14:00 T. y M.F. T. y M.F. T. y M.F.

Periódicamente Laboratorio, f (materia impartida) Martes de 14:00 a 20:00

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Asignatura: Competencias

Genéricas:• Capacidad de uso de las TIC. Utilizar las Técnicas de Información y

Comunicación (TIC) como unas herramientas para la expresión y la

comunicación, para el acceso a fuentes de información, como medio de

archivo de datos y documentos, para tareas de presentación, para el

aprendizaje, la investigación y el trabajo cooperativo

Específicas:• Conocimientos y capacidad para aplicar y calcular: la termodinámica

• Conocimientos y capacidad para aplicar y calcular: la mecánica de fluidos

• Conocer el comportamiento de los fluidos tanto en reposo como en movimiento, yaplicarlo a la resolución de casos prácticos

• Conocimiento de los métodos para el diseño de sistemas de tuberías• Conocimiento de comportamiento de las maquinas hidráulicas• Conocer y aplicar los principios de la Termodinámica• Ser capaz de analizar el comportamiento de los ciclos básicos de potencia y

refrigeración

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Asignatura: Temas

Mecánica de Fluidos

30 h

T 1.1.- Introducción a la Mecánica de Fluidos, 3 h

T 1.2.- Estática. Fuerza sobre superficies, 6 h

T 1.3.- Dinámica de fluidos, 3 h

T 1.4.- Flujo en tuberías, 7 h

T 1.5.- Golpe de ariete y Cavitación, 3 h

T 1.6.- Máquinas hidráulicas, 3 h

Practicas de Laboratorio (5 h)

P 1.- Viscosidad (ETSIIyT)

P 2.- Venturi. Medición de Caudal

P 3.- Pérdidas de carga

P 4.- Máq hidráulicas (ETSIIyT)

P 5.- Ensayo de bombas centrífugas

Termodinámica30 h

T 2.1.- Conceptos fundamentales, 1 h

T 2.2.- Primer Principio de la Termodinámica, 5 h

T 2.3.- Segundo Principio de la Termodinámica, 5 h

T 2.4.- Funciones de Estado, 1 h

T 2.5.- Ciclos de potencia, 9 h

T 2.6.- Ciclos de refrigeración, 2 h

T 2.7.- Psicrometría, 2 h


P 6.- Software termodinámico

P 7.- Simulación de ciclos de potencia

P 8.- Simulación de ciclos de refrigeración

P 9.- Transformaciones psicrométricas

SeguimientoTutorizadas (6 h)

Presentación de la asignatura

Competencias en TICs

Evaluación (12 h) 6 exámenes parciales + 1 examen final

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Asignatura: Temas


30 h













Termodinámica30 h













Aula de Mecánica de Fluidos, 25 h

Tema 1.1.- Introducción a la Mecánica de Fluidos, (3 h)Tema 1.2.- Estática. Fuerza sobre superficies, (6 h)Tema 1.3.- Dinámica de fluidos, (3 h)Tema 1.4.- Flujo en tuberías, (7 h)Tema 1.5.- Golpe de ariete y Cavitación, (3 h)Tema 1.6.- Máquinas hidráulicas, (3 h)





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Asignatura: Temas


30 h













Termodinámica30 h













Prácticas de Mecánica de Fluidos, 5 h :

Práctica 1.- Viscosidad (ETSII y T), 30 minPráctica 2.- Venturi. Medición de Caudal, 1 hPráctica 3.- Pérdidas de carga, 1 hPráctica 4.- Máquinas hidráulicas (ETSII y T), 1 hPráctica 5.- Ensayo de bombas centrífugas, 1 h 30 min





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Asignatura: Temas


30 h













Termodinámica30 h

















Aula de Termodinámica, 25 h:

Tema 2.1.- Conceptos fundamentales, (1 h )Tema 2.2.- Primer Principio de la Termodinámica, (5 h)Tema 2.3.- Segundo Principio de la Termodinámica, (5 h)Tema 2.4.- Funciones de Estado, (1 h)Tema 2.5.- Ciclos de potencia, (9 h)Tema 2.6.- Ciclos de refrigeración, (2 h)Tema 2.7.- Psicrometría, (2 h)

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Asignatura: Temas


30 h













Termodinámica30 h

















Prácticas de Termodinámica, 5 h:

Práctica 6.- Software termodinámico, 1 h(Propagua y Propgases)

Práctica 7.- Simulación de ciclos de potencia, 2 h(Propagua, Propgases y SISCET)

Práctica 8.- Simulación de ciclos de refrigeración, 1 h(ISCOOL, NH3 y BrLi)

Práctica 9.- Transformaciones psicrométricas, 1 h(MpAire)

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Asignatura: Temas


30 h













Termodinámica30 h













Tutorías (TU) 5 horasPresentación de la asignatura (1 h)

Revisión y comentario personalizado de los 6 exámenes realizados

Introducción de cada alumno en las TIC’s según la siguientedistribución:

• Manejo de e-mail de la UC

• Manejo de herramientas de Internet (Navegación por la web de la UC, AulaVirtual, Biblioteca, buscadores webs como Google)

• Manejo de Word, Excel y Power Point, haciendo énfasis en el editor deecuaciones

Revisión y comentario de la prácticas, teniendo en cuenta tanto loscontenidos, como las herramientas TIC’s utilizadas para su elaboración





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Bibliografía Recomendada en MF

http://libros.redsauce.net/Fernández, P.; Mecánica de Fluidos. Turbinas,

Bombas y Compresores

En la WEB

Mott, R; Mecánica de FluidosAplicada; Ed. Prentice

Mataix, C.; Mecánica de Fluidos yMáquinas Hidráulicas; Ed. Oxford

Giles, R.V.; Mecánica de los Fluidose Hidráulica; Ed MCGrawHillTeoría

Problemas

Garcia Tapia, N.; Ingeniería Fluidomecánica;Universidad de Valladolid

31

Bibliografía Recomendada en TD

Potter, M, Somerton C; Termodinámicapara Ingenieros; Ed MCGraw-Hill

Agüera, J.;Termodinámica Lógica y Motores Térmicos; Ed Ciencia 3

Problemas Resueltos. Termodinámica Lógica y Motores Térmicos

http://libros.redsauce.net/Fernández, P.; Termodinámica Técnica

En la WEB

Temas 1 a 4 Temas 5 y 6

Moran M, Shapiro H; Fundamentos deTermodinámica Técnica; Ed Reverte, S.A.

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Bibliografía Recomendada en MF y TD

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Evaluación de la Asignatura

Modalidad 1 (Evaluación Continua)

Es preciso asistir a 60 de las 78 horas presenciales (al menos 50 han de ser deaula/laboratorio) con actitud positiva

No se guardan notas parciales para cursos posteriores

Modalidad 2 (Clásica: examen final)

En septiembre sólo existe esta modalidad, es un examen de toda la asignatura

• Estar presente durante toda la clase

• Atención exclusiva a la clase

• Si se interrumpe la clase por el comportamiento general, no se contará la asistencia anadie; si esta situación es repetida sólo existirá la modalidad de evaluación final

(Válido para aula y lab)

Si no se supera la asignatura con esta modalidad, se puede optar por la 2ª modalidad

Las trasparencias no son apuntes, es material de apoyo para impartir las clases;los apuntes debe realizarlos cada alumno completando con libros, Internet, etc

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La evaluación continua tendrá tres partes:• Laboratorio (10%), asistencia (actitud positiva), y entrega de una memoria (10 días)

• 6 Controles teórico-prácticos (90%; 1,5 pto si nota > 80%, 1,1 > 60% y 0,65 ptos si nota > 30%)

No se dará a conocer la nota de los controles hasta superar el mínimo en asistencia

En los controles no se permite el uso de calculadoras programables ni otros dispositivos

electrónicos (móviles, PDA, portátiles, …)

Modalidad 1 (Evaluación Continua)

Es preciso asistir a 60 de las 78 horas presenciales (al menos 50 han de ser deaula/laboratorio) con actitud positiva



Si no se supera la asignatura con esta modalidad, se puede optar por la 2ª modalidad

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La evaluación consta de dos partes:• Laboratorio (10%), dos opciones

a) asistencia (actitud positiva), y entrega de una memoria antes de la última clase del curso

b) realizando en el examen final de cuestiones y/o un ejercicio práctico sobre los conocimientosque se deben adquirir en el laboratorio (manejo de aparatos, programas informáticos, …)

• Examen final (90%)

• entre 4 y 6 ejercicios prácticos (28% MF, y 28% TD)

• de 8 a 12 cuestiones teóricas de contestación breve (17% MF, y 17% TD)

En los exámenes no se permite el uso de calculadoras programables otros dispositivos

electrónicos (móviles, PDA, portátiles, …)

Modalidad 2 (Clásica: examen final)

En septiembre sólo existe esta modalidad, es un examen de toda la asignatura



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Llenar el depósito (50 litros)

50€

¿Se quedará conforme el cliente si tras pagar 50€ le ponen 45 litros?

¿y si le ponen 47 litros?

¿y si le ponen 49,5 litros?

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Llenar el depósito (50 litros)

50€

¿Se quedará conforme el gasolinero si tras poner 50 litros le pagan 45 €?

¿y si le pagan 47 €?

¿y si le pagan 49,5 €?

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Fallé los dos tiros libres y perdimos la final por 1

¿Si le cuenta al árbitro que tiene fiebre le dejará repetir los tiros?

¿y si le dice que jugó lesionado o que le duele la muñeca?

¿y si le dice que ayer perdió su dinero en la bolsa y no pudo dormir?

¿y si …?

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Servicios de la UC para alumnos

50


51


52


Le voy a matar

Le he matado

Acusado de amenazas

Acusado de asesinato

¡¡¡ Ojo con las expresiones !!!

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¡¡¡ Los profesores no entienden el “lenguaje del móvil” !!!

hacer. (Del lat. facĕre).1. Producir algo, darle el primer ser.2. Fabricar, formar algo dándole la forma, norma y

trazo que debe tener.3. Ejecutar, poner por obra una acción o trabajo.

etc

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tubo. (Del lat. tubus).1. Pieza hueca, de forma por lo común cilíndrica y

generalmente abierta por ambos extremos

tuvo.Pretérito perfecto simple en tercera persona delsingular del verbo tener

1. Asir o mantener asido algo.2. Poseer

¡¡¡ Los profesores no entienden el “lenguaje del móvil” !!!

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Cuestiones de Repaso

Magnitud Equivalencia

Velocidad v l / t m / s

Aceleración a v / t m / s2

Superficie S l l m2

Volumen V l l l m3

Densidad kg / l l l kg / m3

Volumen específico Volesp l l l / kg m3 / kg

Magnitud Unidad

Longitud l metro m

Temperatura T Kelvin K

Tiempo t segundo s

Masa m kilogramo kg

Intensidad eléctrica I Amperio A

K = ºC + 273

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Magnitud EquivalenciaUnidad Relación con

unidades básicasNombre Símbolo

Fuerza (F) = m a Newton N kg m /s2

Peso específico () = g Newton / m3 N / m3 kg / m2 s2

Trabajo (W)

= F l Julio JN m

(kg m2 /s2)Energía (E)

Calor (Q)

Potencia (N)= F v

= W / tWatio W

J /s(kg m2 /s3)

Par (C) = F l Newton metro N mN m

(kg m2 /s2)

Presión = F / S Pascal PaN / m2

(kg / m s2)

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Relación Equivalencia

Fuerza kilofuerza kg m /s2 1 kf = 9,8 N

Trabajo kilofuerza m kg m2 /s2 1 kf m = 9,8 J

Potencia

kilofuerza m / s kg m2 /s3 1 kf m / s = 9,8 W

CV 1 CV = 735,5 W

HP 1 HP = 745,7 W

El peso es una fuerza (kgf o kilopondios)

Viscosidad dinámica

N s / m2

kg / m s

Viscosidad cinemática

m2/s

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EnergíaJulio(J)

Caloría(cal)

kilowatio hora(kWh)

kilográmetro(kf m)

1 J 1 0,2388 0,2778 10-6 0,10197

1 cal 4,1868 1 1,163 10-6 0,42693

1 kWh 3,6 106 0,8598 106 1 0,3671 106

1 kf m 9,80665 2,3423 2,724 10-6 1

PotenciaWatio(W)

kilocaloría hora(kcal / h)

kilográmetro segundo(kf m / s)

1 W 1 0,8598 0,10197

1 kcal / h 1,163 1 0,11859

1 kf m / s 9,80665 8,4322 1

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PresiónPascal

(Pa)bar

(bar)Atm. física

(atm)Atm.técnica

(kgf/cm2)m. col. agua

(m.c.a.)mm col. Hg

(mm.Hg)

1 Pa 1 1 10-5 9,869 10-6 10,1972 10-6 101,972 10-6 7,5006 10-3

1 bar 105 1 0,986923 1,01972 10,1972 750,062

1 atm 101.325 1,01325 1 1,03323 10,3323 760

1 at (kgf/cm2) 98.066,5 0,980665 0,967841 1 10 735,559

1 m.c.a. 9.806,65 0,0980665 0,0967841 0,1 1 73,5559

1 mm.Hg 133,322 0,001333 1,31579 10-3 1,3595 10-3 0,013595 1

Número y Unidades (excepto nº adimensionales)

60


Operar, Despejar, …

606,0

36,0

3/1

00036,0

3,01,032

000.1

6005,141005,12,1

8,41005,1

2,1

480

2,1

5,1480

75,1675,05000.5

000.30

20

155

000.105,0

000.60000.90

102

145

22

400.6641005

64500

102

8

25,0

500 2

33

10

15

000.1

15015,01015

01,0100

1101010 23

Trigonometría

C/Bsen

C/Acos

A

B

cos

sentg

BlnAln)BA(ln

BlnAln)B/A(ln

AlnnAln n

n

nn

B

A

B

A

BA2BABA 222

BA2BABA 222

BABABA 22

nn

A

1A

nn

A

B

B

A

mnm

n

AA

A

mnmn AAA

A

BC

61


Interpolación Lineal

ab

ax

AB

AX

AB

AX)ab(ax

Pto Valor

A a

X ¿x?

B b

Pto Valor

1 10

10 100

X = 7; ¿valor de x?10100

10x

110

17

90

10x

9

6

7060109

69010x

Pto Valor

10 -0,5

15 1,5

X = 12; ¿valor de x?)5,0(5,1

)5,0(x

1015

1012

2

5,0x

5

2

3,08,05,04,025,0x

B

A

X

62


Extrapolación Lineal

ab

ax

AB

AX

AB

AX)ab(ax

Pto Valor

A a

X ¿x?

B b

Pto Valor

C c

D d

Y ¿y?

A

C

X D

B Y

ab

ax

AB

AX

cy

cd

CY

CD

CD

CY)cd(cy

Y

Pto Valor

1 10

10 100

Y = 12; ¿valor de y?10y

10100

112

110

10y

90

11

9

12011010

9

119010y

B

A

63


Momentos de Inercia

…

Derivar Integrar

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