Transporte de Fluidos en Procesos Agroindustriales
Asignatura: Mecánica de Fluidos
Blog Docente: www.avdiaz.wordpress.com
Docente : MSc. Ing. Alba Díaz Corrales
Estelí, Agosto 2012 Siguiente
Contenido a Desarrollar
Aplicaciones de la Mecánica F.
Origen y Conceptos generales
Conversión de Unidades
Contenido
Generalidades, objetivos, contenido
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Normas y evaluación
Alba V. Díaz Corrales
DATOS GENERALES
Facultad: Recinto Universitario Augusto C. Sandino, Sede Regional del
Norte
Carrera: Ingeniería Agroindustrial
Asignatura: Mecánica de Fluidos
Tipo de asignatura: Básica Específica
Total de horas semanales: 5 Total de horas semestrales: 84
Asignatura pre-requisito: Física I
Precedencias: Balance de Materia y Energía, Termodinámica
Alba V. Díaz Corrales
Mecánica de Fluidos
Recordar Reglamento y Normas a cumplir
Inasistencia 16 horas (20 % )
Asistencia horas 68 (80 % )
Evaluación
Horas de Consulta (Jueves de 1:30 – 3:00 pm)
Alba V. Díaz Corrales
OBJETIVOS
Conceptual: Identifica los distintos comportamientos de los fluidos
en las tuberías, mediante la interpretación correcta, para realizar
los principales cálculos dinámicos involucrados en la mecánica de
fluidos.
Procedimental: Determina las distintas pérdidas en tuberías y
accesorios, para la selección de la tubería más indicada en cualquier
proceso agroindustrial en que se transporten fluidos.
Actitudinal: Valora la importancia de los proceso y calculos,
mediante la solución de problemas en equipo, para la correcta
selección de las característica de las tuberías empleadas en los
diferentes procesos agroindustriales de transporte de fluidos.
COMPETENCIAS
Trabaja en equipo, en la toma de decisiones acertadas para la
búsqueda de soluciones a problemas planteados en el transporte de
líquidos y gases, argumentando sus ideas con base a evidencias
claras y contundentes con valores morales y humanísticos.
Desarrolla habilidades básicas de comunicación (verbal y escrita)
para la presentación de informes y trabajos orientados en el
transporte de fluidos, de forma eficiente y oportuna en base a la
actividad de aprendizaje orientadas.
Maneja las nuevas tecnologías de la información y la
comunicación para la búsqueda y procesamiento de la
información de acuerdo a los requerimientos necesarios
para el transporte de fluidos
UNIDADES TEMÁTICAS
I Unidad
II Unidad
VI Unidad
Fundamentos de
Mecánica de Fluidos
en la Agroindustria
Dinámica de
carga en
tuberías
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III Unidad
Instrumentación
en Equipos de
procesos de la
Agroindustrias
Movimientos de
fluidos
incompresibles
V Unidad
Equipos
impulsores de
fluidos
comprensibles
en plantas
Agroindustriales
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ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE
Las estrategias de aprendizaje utilizadas de
Elaboración
Resumen
Toma de notas
Realiza pregunta
Participación en foro
Análisis de información
Visita a ferretería.
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ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE
Las estrategias de aprendizaje utilizadas de
Organización
Mapas conceptuales
Trabajo final de curso
Trabajo en equipo
Exposición oral de resultados de trabajos y discusión de los
mismos
Portafolio Digital
Alba V. Díaz Corrales
PROYECTO FINAL DE CURSO
Diseño de un sistema de
tuberías para el transporte
de fluidos en un proceso
agroindustrial de la
industria láctea,
elaboración de jugos,
vinos, bebidas
fermentadas, bebidas
carbonatadas, etc.
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EVALUACIÓN
Propuesta 1:
La evaluación se plantea como un proceso continuo y
reflexivo, se utiliza la evaluación diagnóstica, formativa y
cuantitativa. Portafolio de evidencias.
Propuesta 2:
Examen 35 puntos - I Parcial
Examen 35 puntos - II Parcial
Acumulado 30 puntos
Alba V. Díaz Corrales
Importancia de la Asignatura
¿Qué es el ingeniero Agroindustrial?
De acuerdo al perfil profesional de la carrera, el
ingeniero agroindustrial egresado de la UNI debe
estar en capacidad de planear, organizar, ejecutar
y controlar los procesos agroindustriales de una
forma integral en todas las etapas del proceso
productivo.
Alba V. Díaz Corrales Alba V. Díaz Corrales
Aplicación de la Mecánica de Fluidos
En la Agroindustria se mueven anualmente
millones de metros cúbicos de líquidos de todas
las clases y categorías, transportados por
tuberías, con el fin de realizar múltiples procesos
y abastecimientos a la industria dedicada a la
transformación de los materiales primarios
agropecuarios.
Alba V. Díaz Corrales
Libros Mecánica de Fluidos
Munson. Fundamentos de la Mecánica de Fluidos.
Primera edición. (Digital)
Robert L. Mott. Mecánica de Fluidos. Sexta Edición.
(disponible en biblioteca). (Digital)
Victor L. Streeter. Mecánica de Fluidos. Novena
Edición (Digital e Impreso).
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Actividad en Equipo
1.Organicese en equipos de cinco estudiantes.
2. Analice cada uno de los temas entregados por la
profesora y asigne un rol a cada integrante.
3. Realice un análisis respondiendo a las siguientes
preguntas.
¿Qué conocen? ¿Cuáles experiencias tienen?
¿Ha sido abordado en otra asignatura? ¿Sobre qué le gustaría profundizar? ¿Sugerencias sobre estrategias para su implementación?
4. Presentar en plenario.
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I UNIDAD:Fundamentos de mecánica de Fluidos en la Agroindustria
Contenido
• Introducción e historia de la mecánica de fluidos.
• Definición de fluido y esfuerzo cortante.
• Clasificación de los fluidos
• Áreas de aplicación de la mecánica de fluidos
• Propiedades de los fluidos: viscosidad, presión, densidad, peso
• específico y gravedad específica.
• Fluidos Newtonianos y no Newtonianos.
• Variación de la viscosidad con la temperatura, índice de viscosidad
y medición de la viscosidad.
• Problemas de Aplicación.
• Almacenamiento de líquidos y gases.
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Historia de la Mecánica de Fluidos
Civilizaciones
Antiguas
Diseño de lanchas
y barcos, desarrollo
de abastecimiento
de agua.
Sin conocimiento
matemático y
mecánico.
Civilización
Griega e imperio
romano.
Primeros escritos
de Arquímedes.
Principios de la
hidrostática y la
flotación.
Leonardo da
Vinci (inicio de
la mecánica
experimental),
Galileo Galilei,
Newton, etc.
Periodo
Renacimiento
1 Etapa 2 Etapa 3
Etapa 4
Etapa
Siglo XX
Hidrodinámica
teórica e
hidráulica
experimental.
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Mecánica de Fluidos
La mecánica de fluidos es la disciplina que
estudia el comportamiento de líquidos y
gases en reposo (estática) o en movimiento
(dinámica). (Young, Donald).
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Un FLUIDO
Sólido Fluido
Duro y no se deforma fácilmente.
Suave y se deforma
fácilmente.
Posee moléculas poco
espaciadas y
ordenadas.
Las moléculas están mas espaciadas, mayor libertad de movimiento.
Un fluido es una sustancia que se deforma de manera continua cuando sobre ella actúa una fuerzo cortante (fuerza por unidad de área) de cualquier magnitud.
Alba V. Díaz Corrales
Diferencia entre un sólido y un líquido
Alba V. Díaz Corrales
Caracterización de Fluidos
Un fluido puede ser caracterizado de diferentes maneras:
Espaciamiento molecular
Actividad molecular
En un fluido el espaciamiento entre moléculas es mayor que en un sólido, como también es mayor el rango de movimiento de las moléculas de un gas.
Se clasifican en líquidos y gases, los fluidos.
Alba V. Díaz Corrales
Propiedades de los fluidos
Densidad
Peso específico
Densidad relativa
Volumen específico y densidad relativa
Viscosidad
• Tensión Superficial: Capilaridad
Presión
Gravedad Específica
Alba V. Díaz Corrales
Densidad
La densidad es una de las propiedades más habituales y
útiles en el estudio de los fluidos: relaciona la masa de una
porción de fluido y el volumen que esta porción ocupa.
Se expresa como: r = m / v
Sus unidades son:
g / cm3 = g / mL
kg / L = 1000 kg / m3
lb / pie3
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Aire 1,29 Aluminio 2 700
Helio 0,18 Cobre 8 920
Hidrógeno 0,09 Hierro 7 860
Agua dulce 1 000 Plomo 11 300
Hielo 917 Oro 19 300
Agua salada 1 030 Mercurio 13 600
Alcohol 806 Madera 373
Densidades de algunas substancias (kg/m3)
Viscosidad
Se puede definir como la resistencia a fluir ofrecida por un
liquido, resultante de los efectos combinados de la cohesión y la
adherencia.
Se representa por la letra griega µ (mu), viscosidad absoluta,
viscosidad dinámica o simplemente viscosidad. Esta propiedad
esta relacionada con la temperatura.
Viscosidad cinemática se representa por la letra ᵥ (nu): Es la
relación entre la viscosidad absoluta y la densidad.
ᵥ = µ / r pie2/s Sistema Ingles (SIG)
m2/s Sistema internacional (SI)
Viscosidad
Los fluidos que tienen baja viscocidad son fluidos
newtonianos.
Los fluidos que tienen alta viscosidad son fluidos no
newtonianos.
Alba V. Díaz Corrales
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
Forme su equipo de trabajo (3 estudiantes)
Realizar un ensayo sobre la historia de la M.F y
Áreas de aplicación de la mecánica de fluidos.
Importancia de la mecánica de fluidos en la
carrera. (Entregar impreso).
Alba V. Díaz Corrales
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
Para el próximo día investigar, conceptos, ejemplos, unidades
de medida, ecuaciones.
En su cuaderno lo siguiente:
Propiedades de los fluidos: viscosidad, presión, fuerza,
densidad, peso específico y gravedad específica.
Fluidos Newtonianos y no Newtonianos, variación de la
viscosidad con la temperatura, índice de viscosidad y
medición de la viscosidad.
Almacenamiento de líquidos y gases
Traer tabla de conversión de unidades ambos sistemas.
Alba V. Díaz Corrales
“Adquirir conocimientos es como incorporar
alimentos, un proceso de transformación y
adecuación para poder integrarlos”
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