UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA AREQUIPA- PERÚ ARQUITECTURA E INGENIERIAS CIVIL Y DEL AMBIENTE
FACULTAD: ESCUELA PROFESIONAL:
INGENIERÍA CIVIL PLAN DE ESTUDIOS SÍLABO DE ASIGNATURA
1.
IDENTIFICACIÓN ACADÉMICA El desarrollo de las actividades académicas se distribuye en tres fases de seis semanas cada una.
1.1.1.1.- Nombre de la Asignatura: MECÁNICA DE FLUIDOS Código de la Asignatura: Asignatura: 4505097 Semestre Académico en que se desarrolla: desarrolla : 5 1.2.- Peso Académico de la Asignatura.
HORAS SEMANALES CRÉDITOS
Horas Teóricas
Horas Prácticas Práctica
Jefe de
HORAS SEMESTRALES Horas Horas Horas Virtuales Teóricas Prácticas
Horas Virtuales
Cada semestre académico comprende dieciocho semanas. (Resolución Nº
3.
COMPETENCIAS DE LA ASIGNATURA QUE APOYAN AL PERFIL DE EGRESO
Analiza los principios fundamentales, propiedades de los fluidos, identifica las características del comportamiento de los fluidos en reposo y aplica procedimientos para determinar la fuerza resultante producida por un fluido, valorando las leyes de la presión y el efecto de la fuerza resultante y su ubicación que actúa sobre cuerpo rígido, así como el significado de fuerza de flotación. Analiza problemas que involucran las leyes de flotabilidad, estabilidad, equilibrio relativo, la ecuación de conservación de la masa y conservación de la energía (leyes escalares), bombas y turbinas y aplica procedimientos para determinar las líneas de gradiente hidráulico y línea de energía total en tuberías, con destreza y eficiencia. Emplea adecuadamente las leyes de conservación de la cantidad de movimiento, conservación del momento cinético (leyes vectoriales) y las aplica en la resolución de problemas para la determinación de fuerzas y momentos en problemas propios de la ingeniería con eficiencia y creatividad. Define el Análisis dimensional y similitud, describe el comportamiento de los modelos hidráulicos. Leyes hidráulicas en prototipo y modelo y lo aplica en la resolución de problemas con destreza y creatividad.
4.
CONTENIDOS BÁSICOS POR UNIDADES DE APRENDIZAJE: PRIMERA UNIDAD: PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS 1.1 ¿Qué es la mecánica? 1.2 Los fluidos y la hipótesis del continuo. El modelo del continuo. 1.3 Dimensiones y unidades. Sistema de unidades
TERCERA UNIDAD: MOVIMIENTO DE LOS FLUIDOS: CINEMATICA Y DINAMICA 3.1 Cinemática. Descripción Lagrangiana y Euleriana. Campo de aceleraciones. Derivada material. Líneas de corriente y tubos de corriente. Líneas de trayectoria. Líneas de traza. Líneas fluidas Vorticidad y rotacionalidad. 3.2 Definiciones y Tipos de Flujo 3.3 Método del Volumen de Control finito para el análisis del flujo o Análisis Integral. Conceptos de sistema y volumen de control. Flujo Volumétrico y Flujo Másico 3.4 El teorema del transporte de Reynolds 3.5 Ley de la conservación de la masa. Ecuación de la continuidad 3.6 Ecuación del movimiento de Euler a lo largo de una línea de corriente. Ecuación de Bernoulli. Presiones estática, dinámica y de estancamiento. Tubo de Pitot. 3.7 Ley de la conservación de la energía. 3.7.1 Factor de corrección de energía cinética. 3.7.2 Potencia Hidráulica. Potencia suministrada a un fluido por una bomba. Potencia extraída de un fluido por una turbina. Eficiencia. 3.7.3 Línea de gradiente hidráulico y Línea de energía. 3.8 Ecuación de la cantidad de movimiento. Factor de corrección 3.8.1 Elección de un volumen de control. Fuerzas que actúan sobre un volumen de control 3.8.2 Fuerzas en codos en líneas de tuberías. Otras aplicaciones. 3.8.3 Alabes fijos y móviles. Diagrama vectorial polar. 3.8.4 Pérdidas ocasionadas por una expansión brusca en una tubería 3.8.5 Pérdidas en un salto hidráulico 3.9 Ecuación del momento de la cantidad de movimiento. Ecuación escalar respecto a un eje. Apl icaciones en Tuberías y Aspersores .
6.
BIBLIOGRAFÍA
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA POTTER (2015). Mecánica de Fluidos. Cuarta Edición, Cengage Learning SOTELO, G. (2015). Hidráulica General volumen 1. Fundamentos México: Limusa S.A. WHITE Frank M. (2008). Mecánica de Fluidos. Sexta edición. España: McGraw Hill /Interamericana. BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA ÇENGEL Yunus, CIMBALA John (2012). Mecánica de fluidos: Fundamentos y Aplicaciones”. Segunda edición. México: McGraw Hill /Interamericana. GERHARt Philip, GROSS Richard y HOCHSTEIN John (1995). Fundamentos de Mecánica de Fluidos. Segunda edición. Argentina:, Addison-Wesley Iberoamericana, S.A. GILES Ranald, EVETT Jack, LIU Cheng (1994). Mecánica de los fluidos e Hidráulica. Tercera edición. España: Ed. McGraw-Hill S.A. HERNADEZ Arellano, Jorge (2002). Introducción a la Mecánica de Fluidos. Primera edición. Lima – Perú MOTT, R., UNTENER J. (2015). Mecánica de Fluidos Aplicada. Séptima edición. México: Ed. Perason S.A. MUNSON, Bruce, YOUNG, Donald (2002). Fundamentos de Mecánica de Flui dos. Primera edición. México:
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA
PROGRAMA FORMATIVO DE ASIGNATURA I. IDENTIFICACIÓN ACADÉMICA 1. Facultad: ARQUITECTURA E INGENIERÍAS CIVIL Y DEL AMBIENTE
2. Departamento Académico: ARQUITECTURA E INGENIERÍAS CIVIL Y DEL AMBIENTE 3. Nombre de la Asignatura: MECÁNICA DE FLUIDOS ______________________________________ Código:
4505097
4. Escuela Profesional donde se desarrolla la asignatura INGENIERÍA CIVIL
5. Docente ( s ) y /o Jefe ( s ) de Práctica ( s )
II.- LINEAMIENTO ACADÉMICO PROFESIONAL
1.
Sumilla: Analiza los principios fundamentales, propiedades de los fluidos, identifica las características del comportamiento de los fluidos en reposo y aplica procedimientos para determinar la fuerza resultante producida por un fluido, valorando las leyes de la presión y el efecto de la fuerza resultante y su ubicación que actúa sobre cuerpo rígido, así como el significado de fuerza de flotación. Analiza problemas que involucran las leyes de flotabilidad, estabilidad, equilibrio relativo, la ecuación de conservación de la masa y conservación de la energía (leyes escalares), bombas y turbinas y aplica procedimientos para determinar las líneas de gradiente hidráulico y línea de energía total en tuberías, con destreza y eficiencia. Emplea adecuadamente las leyes de conservación de la cantidad de movimiento, conservación del momento cinético (leyes vectoriales) y las aplica en la resolución de problemas para la determinación de fuerzas y momentos en problemas propios de la ingeniería con eficiencia y creatividad. Define el Análisis dimensional y similitud, describe el comportamiento de los modelos hidráulicos. Leyes hidráulicas en prototipo y modelo y lo aplica en la resolución de
III. PROGRAMACIÓN POR FASE DE APRENDIZAJE FASE
COMPETENCIA
I
Título de Fase
PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS, LEYES DE LA PRESIÓN Y ESTÁTICA DE LOS FLUIDOS
TEMAS DE LA FASE
Saber conceptual
1.1 ¿Qué es la Mecánica? 1.2 Los fluidos y la hipótesis del continuo. El m odelo del continuo. 1.3 Dimensiones y Unidades. Sistema de unidades 1.4 Propiedades de los fluidos: Densidad. Volumen específico. Peso específico. Relación entre peso específico y densidad. Gravedad específica. 1.5 Propiedades relacionadas con la temperatura y la energía. 1.6 Relación entre propiedades y el gas ideal. 1.7 Viscosidad de un fluido. Viscosidad Dinámica y Cinemática. Medida de la viscosidad 1.8 Fluidos Newtonianos y No Newtonianos. Diagrama Reológico. 1.9 Módulo de elasticidad volumétrica 1.10 Presión de vapor. Cavitación 1.11 Tensión superficial. Capilaridad. 2.1 Presión en un punto: Ley de Pascal 2.2 Ley Hidrostática. Variación de la presión en un fluido en reposo. Altura de presión. 2.3 Principio de Pascal. Paradoja de Pascal. Principio de vasos comunicantes. 2.4 Escalas y unidades de medición de la presión. 2.5 Manómetros. Ecuación Manométrica. Aparatos para la medición de la Presión. 2.6 Fuerza de presión sobre superficies planas. Casos superficies: horizontales, verticales e inclinadas. 2.7 Prisma de Presión. 2.8 Componentes de las fuerzas debidas a las presiones sobre superficies curvas. Superficie libre imaginaria. 2.9 Superficies curvas complejas. 2.10 Esfuerzos de tensión en un tubo circular y en un cascarón esférico. 2.11 Fuerza de Flotación.
Saber procedimental Aplica las leyes de la presión. Aplica procedimientos para reducir la presión de un líquido sobre una superficie a una fuerza.
Saber actitudinal
Demuestra responsabilidad y eficiencia en la presentación de trabajos, asistencia y mantiene una actitud de superación personal
Actividad de Investigación Formativa, y/o Proyección Social, y/o Extensión Universitaria
36
Cronograma de la Fase
Desde Hasta
12/03/2018 21/04/2018
Analiza los principios fundamentales, propiedades de los fluidos, identifica las características del comportamiento de los fl uidos en reposo y aplica procedimientos para determinar la fuerza resultante producida por un fluido, valorando las leyes de la presión y el efecto de la fuerza resultante y su ubicación que actúa sobre cuerpo rígido, así como el significado de fuerza de flotación.
UNIDADES DE COMPETENCIA
Analiza los principios fundamentales, propiedades de los fluidos, características del comportamiento de los fluidos en reposo y movimiento.
Total de Horas de Fase
EVALUACIÓN DE LOS APRENDIZAJES
ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJEENSEÑANZA
Evidencias
Clase magistral sobre Propiedades de fluidos, Leyes de la Presión, Estática de Fluidos. Estudio crítico de temas de la fase. Resolución de problemas de propiedades de fluidos y leyes de la presión. Resolución de problemas que involucren la presión de un líquido sobre superficies.
Instrucciones del docente, reforzando la puntualidad y la responsabilidad
Examen escrito
Reporte de conceptos básicos
Presentación de problemas resueltos.
Sustentación grupal de trabajos.
Registro de asistencia
Puntualidad en la entrega de los trabajos.
Respeto por las normas dadas en clase.
Monografía y Glosario para sentar las bases para la investigación formativa: elección del tema a investigar
POTTER (2015). Mecánica de Fluidos. Cuarta Edición, Cengage Learning
Porcentaje % Teoría Práctica
Examen escrito compuesto por una parte teórica: preguntas objetivas y una parte práctica: solución de problemas, con una nota mínima de 11. Reproducción esencial de los conceptos, con sus respectivas aplicaciones prácticas demostrando capacidad, habilidad y conocimiento.
56
19
Presentación del problema Grado de dificultad del problema Soluciones innovadoras
15
5
100% de Asistencia Entrega oportuna de trabajos Actitud personal
4
1
Cooperación y responsabilidad en los trabajos de grupo
Descripción de la Actividad: Revisión de la estructura de artículos científicos Revisión de buscadores especializados y selección de artículos relacionados con los temas de fase.
BIBLIOGRAFÍA:
Criterios de evaluación
100 %
III. PROGRAMACIÓN POR FASE DE APRENDIZAJE FASE
COMPETENCIA
UNIDADES DE COMPETENCIA Saber conceptual Analiza la estabilidad de cuerpos flotantes y sumergidos, equilibrio relativo y las leyes escalares del movimiento de fluidos.
Saber procedimental Aplica el concepto de volumen de control, tipos y condiciones de flujo necesarios para simplificar las leyes escalares. Grafica diagramas de líneas de gradiente hidráulico y línea de energía.
Saber actitudinal Valora la importancia de la estabilidad y suposiciones que simplifican las leyes escalares al resolver problemas de flujo de fluidos y mantiene una actitud de superación personal
Actividad de Investigación Formativa, y/o Proyección Social, y/o Extensión Universitaria
II
Título de Fase
ESTABILIDAD DE CUERPOS FLOTANTES, EQUILIBRIO RELATIVO Y LEYES BÁSICAS ESCALARES A VOLÚMENES DE CONTROL
Total de Horas de Fase
30
Cronograma de la Fase
Desde Hasta
23/04/2018 26/05/2018
Analiza problemas que involucran las leyes de flotabilidad, estabilidad, equilibrio relativo, la ecuación de conservación de la masa y conservación de la energía (leyes escalares), bombas y turbinas y aplica procedimientos para determinar las líneas de gradiente hidráulico y línea de energía total en tuberías, con destreza y eficiencia. TEMAS DE LA FASE
EVALUACIÓN DE LOS APRENDIZAJES
ESTRATEGIAS DE PRENDIZAJE-ENSEÑANZA
Evidencias
Criterios de evaluación
2.12 Estabilidad de Cuerpos Flotantes y cuerpos sumergidos 2.13 Equilibrio relativo. Masas de fluido sometidas a aceleración. Distribución de presiones. 3.1 Cinemática. Descripción Lagrangiana y Euleriana. Campo de aceleraciones. Derivada material. Líneas de corriente y tubos de corriente. Líneas de trayectoria. Líneas de traza. Líneas fluidas Vorticidad y rotacionalidad. 3.2 Definiciones y Tipos de Flujo. 3.3 Método del Volumen de Control finito para el análisis del flujo o Análisis Integral. Conceptos de sistema y volumen de control. Flujo Volumétrico y Flujo Másico. 3.4 El teorema del transporte de Reynolds. 3.5 Ley de la conservación de la masa. Ecuación de la continuidad. 3.6 Ecuación del movimiento de Euler a lo largo de una línea de corriente. Ecuación de Bernoulli. Presiones estática, dinámica y de estancamiento. Tubo de Pitot. 3.7 Ley de la conservación de la Energía. 3.7.1 Factor de corrección de energía cinética. 3.7.2 Potencia Hidráulica. Potencia suministrada a un fluido por una bomba. Potencia extraída de un fluido por una turbina. Eficiencia. 3.7.3 Línea de gradiente hidráulico y Línea de energía.
Clase magistral sobre la estabilidad, equilibrio relativo y movimiento de fluidos. Estudio crítico de temas de la fase.
Resolución de problemas de estabilidad, equilibrio relativo, flujo de fluidos.
Resolución de problemas en grupo
Instrucciones del docente, reforzando la puntualidad y la responsabilidad
Examen escrito
Reporte de conceptos básicos
Presentación de problemas resueltos.
Sustentación grupal de trabajos.
Registro de asistencia Puntualidad en la entrega de los trabajos. Respeto por las normas dadas en clase. Cooperación y responsabilidad en los trabajos de grupo
Monografía y Glosario para sentar las bases para la investigación formativa: elección del tema a investigar
POTTER (2015). Mecánica de Fluidos. Cuarta Edición, Cengage Learning SOTELO, G. (2015). Hidráulica General volumen 1. Fundamentos México: Limusa S.A.
Descripción de la Actividad: Revisión de la estructura de artículos científicos Revisión de buscadores especializados y selección de artículos relacionados con los temas de fase.
BIBLIOGRAFÍA:
Porcentaje % Teoría Práctica
Examen escrito compuesto por una parte teórica: preguntas objetivas y una parte práctica: solución de problemas, con una nota mínima de 11. Reproducción esencial de los conceptos, con sus respectivas aplicaciones prácticas demostrando capacidad, habilidad y conocimiento.
56
19
Presentación del problema Grado de dificultad del problema Soluciones innovadoras
15
5
100% de Asistencia Entrega oportuna de trabajos Actitud personal
4
1
100 %
III. PROGRAMACIÓN POR FASE DE APRENDIZAJE
III
FASE
COMPETENCIA
Emplea adecuadamente las leyes vectoriales del movimiento de fluidos.
Saber procedimental Calcula fuerzas y momentos en los diferentes casos de problemas propios de la ingeniería. Aplica el análisis dimensional y similitud a modelos hidráulicos.
Saber actitudinal Valora la importancia de las fuerzas y momentos producidos por el flujo de fluidos a través de conductos y la aplicación del análisis dimensional y similitud en la investigación experimental c on destreza y creatividad.
Actividad de Investigación Formativa, y/o Proyección Social, y/o Extensión Universitaria
LEYES BÁSICAS VECTORIALES A VOLÚMENES DE CONTROL, MEDICIONES DE FLUJO Y ANÁLISIS DIMENSIONAL Y SEMEJANZA DINÁMICA
Total de Horas de Fase
36
Cronograma de la Fase
Desde Hasta
28/05/2018 14/07/2018
Emplea adecuadamente las leyes d e conservación de la cantidad d e movimiento, conservación del momento cinético (leyes vectoriales) y las aplica en la resolución de problemas para la determinación de fuerzas y momentos en problemas propios de la ingeniería con eficiencia y creatividad. Define el Análisis dimensional y similitud, describe el comportamiento de los modelos hidráulicos. Leyes hidráulicas en prototipo y modelo y lo aplica en la resolución de problemas con destreza y creatividad.
UNIDADES DE COMPETENCIA Saber conceptual
Título de Fase
TEMAS DE LA FASE 3.8
Ecuación de la cantidad de movimiento. Factor de corrección β. 3.8.1 Elección de un volumen de control. Fuerzas que actúan sobre un V.C. 3.8.2 Fuerzas en codos en líneas de tuberías. Otras aplicaciones. 3.8.3 Alabes fijos y móviles. Diagrama vectorial polar. 3.8.4 Pérdidas ocasionadas por una expansión brusca en una tubería. 3.8.5 Pérdidas en un salto hidráulico 3.9 Ecuación del momento de la cantidad de movimiento. Ecuación escalar respecto a un eje. Aplicaciones en Tuberías y Aspersores. 3.10 Aparatos de Medida de Caudal 3.11 Otros dispositivos de medición 4.1 Dimensiones y unidades 4.2 Variables dimensionales, variables adimensionales, constante dimensional. Parámetros adimensionales 4.3 Análisis dimensional 4.4 Teorema de Buckingham. 4.5 Método de Hunsaker y Rightmare. 4.6 Significado físico de grupos adimensionales importantes 4.7 Estudio sobre Modelos y Semejanza
EVALUACIÓN DE LOS APRENDIZAJES
ESTRATEGIAS DE PRENDIZAJE-ENSEÑANZA
Clase magistral sobre ecuaciones vectoriales fundamentales del movimiento de fluidos y análisis dimensional, similitud. Estudio crítico de temas de la fase.
Resolución de problemas Resolución de problemas en grupo
Evidencias
Examen escrito
Reporte de conceptos básicos
Presentación de problemas resueltos. Sustentación grupal de trabajos.
Instrucciones del docente, reforzando la puntualidad y la responsabilidad
Registro de asistencia Puntualidad en la entrega de los trabajos. Respeto por las normas dadas en clase. Cooperación y responsabilidad en los trabajos de grupo
Descripción de la Actividad: Revisión de la estructura de artículos científicos Revisión de buscadores especializados y selección de artículos relacionados con los temas de fase.
Monografía y Glosario para sentar las bases para la investigación formativa: elección del tema a investigar
BIBLIOGRAFÍA: POTTER (2015). Mecánica de Fluidos. Cuarta Edición, Cengage Learning SOTELO, G. (2015). Hidráulica General volumen 1. Fundamentos México: Limusa S.A. WHITE Frank M. (2008). Mecánica de Fluidos. Sexta edición. España: McGraw Hill /Interamericana.
Criterios de evaluación
Porcentaje % Teoría Práctica
Examen escrito compuesto por una parte teórica: preguntas objetivas y una parte práctica: solución de problemas, con una nota mínima de 11. Reproducción esencial de los conceptos, con sus respectivas aplicaciones prácticas demostrando capacidad, habilidad y conocimiento.
56
19
Presentación del problema Grado de dificultad del problema Soluciones innovadoras
15
5
100% de Asistencia Entrega oportuna de trabajos Actitud personal
4
1
100 %
PROGRAMACIÓN DE ACTIVIDADES DE INVESTIGACIÓN FORMATIVA Y DE PROYECCIÓN SOCIAL
Área
Investigación Formativa
Denominación de la actividad
Propósito
Indicadores de evaluación
Beneficiarios
Responsables
Analizar la estructura básica de un informe de investigación, conociendo Revisión de estructura de además los parámetros aceptados artículos científicos internacionalmente. Conocer académicos especializados.
Monografía
Glosario
Presentación de informe de revisión de artículos científicos, presentando el tiempo estipulado, contenidos, conclusiones y referencias, previamente establecidas. Estudiantes del Docente de quinto semestre. asignatura. Reporte de buscadores buscadores especializados con respectiva dirección electrónica.
Desarrollar una monografía introduciendo las bases de una investigación
Elección del tema a investigar (problema), objetivos, marco conceptual, desarrollo, conclusiones, referencias bibliográficas
Estudiantes del quinto semestre.
Docente de la asignatura
Desarrollar un glosario Complementar los conceptos dados Estudiantes del Docente de introduciendo las bases de en clase, introducción, desarrollo y quinto semestre. asignatura. una investigación. referencias bibliográficas.
Cronograma
la Primera, segunda y tercera fase.
Primera fase: Elección del tema Segunda fase: Presentación de la monografía Tercera fase: Exposición la Primera, segunda y tercera fase.
Responsabilidad Social
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Ing. Luis Genaro Gonzales Galindo Códi o:7996
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Ing. Juan Manuel Coaguila Rodríguez
