Prof. MSc. Ana Carolina Mustiola FACEBOOK: Máquinas Hidráulicas www.maquinashidraulicasunefm.bligoo.es

1. PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICA DEPARTAMENTO DE ENERGÉTICA MÁQUINAS HIDRÁULICAS Prof. MSc. Ana Carolina Mustiola FACEBOOK: Máquinas Hidráulicas www.maquinashidraulicasunefm.bligoo.es UNEFM

2. Prof. MSc. Ana Carolina Mustiola • LAPSO: II-2012: CURSO INTENSIVO • PERÍODO: (13/08/2012 AL 20/09/2012) • UNIDADES DE CRÉDITO: 4 U.C • HORAS SEMANALES : 11 HORAS • CONTENIDO SINÓPTICO: 5 TEMAS

3. TEMA 1: INTRODUCCIÓN A LAS MÁQUINAS HIDRÁULICAS • PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO • TIPOS DE MÁQUINAS HIDRÁULICAS: • TURBOMÁQUINAS • MÁQUINAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO • COMPONENTES PRINCIPALES • ECUACIÓN FUNDAMENTAL DE LAS TURBOMÁQUINAS • PRIMERA FORMA • SEGUNDA FORMA • NOTACIÓN DE LOS TRIÁNGULOS DE VELOCIDADES • GRADO DE REACCIÓN DE LAS TURBOMÁQUINAS HIDRÁULICAS

4. TEMA 2: BOMBAS ROTODINÁMICAS • Principio de funcionamiento de las bombas • Tipos de bombas: • Bombas rotodinámicas • Bombas de desplazamiento positivo • Tipos de bombas rotodinámicas: • Componentes principales • Ecuación de Euler para las bombas • Parámetros de funcionamiento • Triángulos de velocidades • Curvas características, diagrama H – Q

5. TEMA 3: SELECCIÓN Y APLICACIÓN DE LAS BOMBAS • Carga Neta de Succión Positiva (NPSH) • Requerida • Disponible • Principio de funcionamiento • Tipos de sistemas de bombeo • CS>CD • CS<CD • CS=CD • Asociación de bombas centrífugas y redes de tuberías • Selección de Bombas

6. TEMA 4: VENTILADORES • Principio de funcionamiento • Tipos de Ventiladores: • Según la presión total: • Según la dirección del flujo: • Componentes principales e los ventiladores • Triángulos de velocidades UNEFM

7. TEMA 5: TURBINAS HIDRÁULICAS • Principio de funcionamiento de las turbinas • Tipos de Turbinas: • Según el grado de reacción: • Según el número específico de revoluciones • Según la dirección del flujo • Componentes principales de las turbinas • Ecuación de Euler • Parámetros de funcionamiento • Triángulos de velocidades

8. BIBLIOGRAFÍA • CLAUDIO MATAIX. Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas. Ediciones del Castillo S.A. • ENCINA POLO. Turbomáquinas Hidráulicas. Editorial Limusa. • KORASSIK. Bombas Centrifugas. • REYES A, MIGUEL. Máquinas Hidráulicas. • HICKS. Bombas Selección y Aplicación • CRANE. Flujo de Fluidos en Válvulas, Accesorios Y Tuberías. McGraw Hill. • KENNETH J. Bombas, Selección, Uso y Mantenimiento. McGraw-Hill

9. CONSIDERACIONES • INVESTIGACIÓN Y LECTURA PREVIA DEL TEMA, ANOTACIONES DE LAS CLASES IMPARTIDAS. • TRAER A LAS CLASES Y A CADA UNA DE LAS EVALUACIONES, SU RESPECTIVA CALCULADORA, LÁPIZ, BORRADOR, CUADERNO Y ESCUADRAS • LAS ASIGNACIONES SERÁN ENTREGADAS A LA FECHA PAUTADA SIN EXCEPCIÓN.

10. CONSIDERACIONES • LAS PRUEBAS ESCRITAS TEÓRICO-PRACTICAS SERÁN INDIVIDUALES. • REALIZAR ACTIVIDADES ESPECIALES DE INVESTIGACIÓN TEÓRICA Y EJERCITACIÓN PRACTICA; LAS CUALES NO SERÁN EVALUADAS

11. PLAN DE EVALUACIÓN

12. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

13. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

14. TEMA 1 INTRODUCCIÓN A LAS MÁQUINAS HIDRÁULICAS

15. TEMA 1: INTRODUCCIÓN A LAS MÁQUINAS HIDRÁULICAS • PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO • TIPOS DE MÁQUINAS HIDRÁULICAS: • TURBOMÁQUINAS • MÁQUINAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO • COMPONENTES PRINCIPALES • ECUACIÓN FUNDAMENTAL DE LAS TURBOMÁQUINAS • PRIMERA FORMA • SEGUNDA FORMA • NOTACIÓN DE LOS TRIÁNGULOS DE VELOCIDADES • GRADO DE REACCIÓN DE LAS TURBOMÁQUINAS HIDRÁULICAS

16. HIDRODINÁMICA ANALIZA LOS ASPECTOS TEÓRICOS HIDRÁULICA ANALIZA LOS ASPECTOS PRÁCTICOS SE BASA FUNDAMENTALMENTE EN LA EXPERIMENTACIÓN PRÁCTICA DE LOS FENÓMENOS. SE BASA FUNDAMENTALMENTE EN LA SUPOSICIÓN DE LAS PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS Y LE DA MAYOR PESO AL ASPECTO CUALITATIVO DE LOS FENÓMENOS. AMPLIO DESARROLLO DEL CAMPO MATEMÁTICO SUS PRINCIPALES EXPONENTES FUERON: EULER, NAVIER, STOKE Y CORIOLIS SUS PRINCIPALES EXPONENTES FUERON: CHEZY, COULOMB, VENTURI, HAGEN Y POUSEVILLE

17. RAMAS DE LA MECÁNICA DE LOS FLUIDOS HIDROSTÁTICA: ESTUDIA LOS FLUIDOS EN REPOSO. ESTE PUEDE SER ABSOLUTO O RELATIVO. CINEMÁTICA: ESTÁ RELACIONADA CON EL ESTUDIO DE LA VELOCIDAD Y LÍNEAS DE CORRIENTE SIN CONSIDERAR LAS FUERZAS Y LA ENERGÍA. HIDRODINÁMICA: ESTUDIA LA RELACIÓN ENTRE LAS VELOCIDADES Y ACELERACIONES Y LAS FUERZAS EJERCIDAS, POR O SOBRE, LOS FLUIDOS EN MOVIMIENTO.

18. RAMAS DE LA MECÁNICA DE LOS FLUIDOS MÁQUINA: ES UN CONJUNTO DE ELEMENTOS MÓVILES Y FIJOS CUYO FUNCIONAMIENTO POSIBILITA APROVECHAR, DIRIGIR, REGULAR O TRANSFORMAR ENERGÍA O REALIZAR UN TRABAJO CON UN FIN DETERMINADO MÁQUINA DE FLUIDO: TIENEN COMO FUNCIÓN PRINCIPAL INTERCAMBIAR ENERGÍA CON UN FLUIDO QUE LAS ATRAVIESA. ESTE INTERCAMBIO IMPLICA DIRECTAMENTE UNA TRANSFORMACIÓN DE ENERGÍA.

19. DEFINICIÓN DE FLUIDO ES LA SUSTANCIA QUE SE DEFORMA CONTINUA Y FÁCILMENTE BAJO LA ACCIÓN DE UN ESFUERZO TANGENCIAL (PRODUCTO DE UNA FUERZA), AUNQUE ESTE SEA MUY PEQUEÑO, O SEA QUE ES INCAPAZ DE MANTENERSE EN REPOSO CUANDO SE SOMETE A UN ESFUERZO.

20. F T2=T3=TN T0 T1 SÓLIDO MATERIA PLACA INFERIOR CON C=0

21. F T0 T1 T2 T3 TN FLUIDO MATERIA PLACA INFERIOR CON C=0

22. ESTADOS DE LA MATERIA 1. SÓLIDOS SEPARACIÓN Y ACTIVIDAD MOLECULAR: DISMINUYEN DE GAS – LÍQUIDO- SÓLIDO FUERZA DE COHESIÓN MOLECULAR: DISMINUYE DE SÓLIDO – LÍQUIDO – GAS 2. LÍQUIDO 3. GASEOSO FLUIDOS

23. PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE LOS FLUIDOS DENSIDAD, : ES LA MASA CONTENIDA EN LA UNIDAD DE VOLUMEN UNIDADES S.I

24. VOLUMEN ESPECÍFICO, V: ES EL INVERSO DE LA DENSIDAD, DE USO FRECUENTE EN TERMODINÁMICA UNIDADES S.I

25. PESO ESPECIFICO,: ES EL PESO CONTENIDO EN LA UNIDAD DE VOLUMEN UNIDADES S.I

26. LA RELACIÓN ENTRE ESTAS DOS PROPIEDADES ES LA SIGUIENTE: DENSIDAD RELATIVA (SPECIFICGRAVITY, DR: ES LA RELACIÓN DE LA DENSIDAD DE UN LÍQUIDO CON RESPECTO A LA DEL AGUA A 4 C

27. VISCOSIDAD. PRINCIPIO DE VISCOSIDAD DE NEWTON.

28. CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS ATENDIENDO A LA LEY DE VISCOSIDAD DE NEWTON • LOS QUE CUMPLEN LA LEY DE VISCOSIDAD DE NEWTON, SON LLAMADOS DE FLUJOS NEWTONIANOS • LOS FLUJOS QUE NO CUMPLEN LA LEY DE VISCOSIDAD DE NEWTON, QUE SON LLAMADOS DE NO-NEWTONIANOS. LA REOLOGÍA ES LA CIENCIA QUE ESTUDIA EL COMPORTAMIENTO DE ESTE TIPO DE FLUIDOS.

30. COMPRESIBILIDAD DE UN FLUIDO CARACTERIZA LA FACILIDAD CON QUE EL VOLUMEN DE UN FLUIDO PUEDE CAMBIAR DEBIDO AL CAMBIO EN PRESIÓN UNIDADES S.I

31. TENSIÓN SUPERFICIAL, ES UNA MANIFESTACIÓN DE LAS FUERZAS INTERMOLECULARES EN LOS LÍQUIDOS. N/m = J/m2 ES EL TRABAJO QUE DEBE REALIZARSE PARA LLEVAR MOLÉCULAS EN NÚMERO SUFICIENTE DESDE EL INTERIOR DEL LÍQUIDO HASTA LA SUPERFICIE

32. DEPENDE DE LA NATURALEZA DEL LÍQUIDO, DEL MEDIO QUE LE RODEA Y DE LA TEMPERATURA. LA TENSIÓN SUPERFICIAL DISMINUYE CON LA TEMPERATURA, YA QUE LAS FUERZAS DE COHESIÓN DISMINUYEN AL AUMENTAR LA AGITACIÓN TÉRMICA.

33. LA INFLUENCIA DEL MEDIO EXTERIOR SE DEBE A QUE LAS MOLÉCULAS DEL MEDIO EJERCEN ACCIONES ATRACTIVAS SOBRE LAS MOLÉCULAS SITUADAS EN LA SUPERFICIE DEL LÍQUIDO, CONTRARRESTANDO LAS ACCIONES DE LAS MOLÉCULAS DEL LÍQUIDO. AGUA = 10-3 N/m

35. OPERACIONES VECTORIALES ADICIÓN Y SUSTRACCIÓN DE VECTORES. RESTA SUMA

36. DINÁMICA DE FLUIDOS CLASIFICACIÓN DEL FLUJO SEGÚN EL MEDIO EN QUE SE DESPLAZA

37. CLASIFICACIÓN DE LAS FUENTES DE FLUJO

38. LEY DE CONTINUIDAD PARA UN FLUJO DADO EN UN DUCTO Q1 = Q2 EL CAUDAL SE DEFINE COMO Q = V x A DONDE, A: Área de la sección V: velocidad en la sección

39. ECUACIÓN DE BERNOULLI ES UNA FORMA SIMPLIFICADA DE LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA Y ESTABLECE UN BALANCE ENTRE LA ENERGÍA DE PRESIÓN Y LA ENERGÍA CINÉTICA DE UN FLUJO O CONDUCTO EN EL CASO DE UN LÍQUIDO:

40. LEY DE IMPULSO SE OBTIENE A PARTIR DE LA SEGUNDA LEY DE NEWTON. SI EL CAUDAL Y LA DENSIDAD SE MANTIENEN CONSTANTES DURANTE EL CAMBIO DE VELOCIDAD COMO LA VELOCIDAD ES UNA CANTIDAD VECTORIAL, LA FUERZA SE PUEDE ORIGINAR POR UN CAMBIO DE MAGNITUD, DIRECCIÓN Y/O SENTIDO DEL VECTOR VELOCIDAD

41. LAS 3 ECUACIONES BÁSICAS EN LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE MECÁNICA DE LOS FLUIDOS SON: • ECUACIÓN DE CONTINUIDAD • TEOREMA DE BERNOULLI • TEOREMA DE IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO

42. TEOREMA DE IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO: