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DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRICA Y ENERGETICA de la U.C.
TERMOTECNIA Y MECANICA DE FLUIDOS (D.M.N.) MECANICA DE FLUIDOS Y TERMODINAMICA (I.T.N.)
Curso 2006/7 Carlos J Renedo -.1.-
T0.- INTRODUCCION
PROFESORES: Despacho Créditos Aula Carlos J. Renedo Estébanez Severiano Pérez Remesal
236 9 3
renedoc@unican.es perezrs@unican.es
942 20 13 44 (ETS Náutica) 942 20 13 82 (ETSIIyT)
Mecánica de Fluidos
Tema 1.1.- Introducción a la Mecánica de Fluidos Tema 1.2.- Estática. Fuerza sobre superficies Tema 1.3.- Dinámica de fluidos Tema 1.4.- Flujo de fluidos en tuberías Tema 1.5.- Golpe de ariete y cavitación Tema 1.6.- Máquinas hidráulicas
Termodinámica / Termotecnia
Tema 2.1.- Conceptos fundamentales Tema 2.2.- Primer Principio de la Termodinámica Tema 2.3.- Segundo Principio de la Termodinámica Tema 2.4.- Funciones de Estado Tema 2.5.- Ciclos de potencia Tema 2.6.- Ciclos de refrigeración Tema 2.7.- Psicrometría
Transmisión de Calor
Tema 3.1.- Introducción a la transmisión de calor Tema 3.2.- Condensación, Evaporación y Difusión
Prácticas de Laboratorio
Las prácticas se impartirán en el Laboratorio de Termotecnia, planta -1 de la E.T.S. de Náutica. Las prácticas 1 y 4 se impartirán en el de Laboratorio de Energética (S-3 65), situado en el Departamento, planta -3 de la E.T.S.I.I. y T, en esa misma planta se encuentran los despachos que los profesores tienen en la E.T.S.I.I. y T., (S-3 26 y S-3 73),
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TERMOTECNIA Y MECANICA DE FLUIDOS (D.M.N.) MECANICA DE FLUIDOS Y TERMODINAMICA (I.T.N.)
Curso 2006/7 Carlos J Renedo -.2.-
Práctica 1.- Viscosidad (Lab Energética, E.T.S.I.I. y T.); (T 1.1) Práctica 2.- Venturi. Pérdida de carga; (T 1.3) Práctica 3.- Pérdidas de carga tuberías y accesorios; (T 1.4) Práctica 4.- Máquinas hidráulicas (Lab Energética, E.T.S.I.I. y T.); (T 1.6) Práctica 5.- Ensayo de bombas centrífugas. Acoplamiento de bombas centrífugas; (T 1.6) Práctica 6.- Manejo de los programas de cálculo de magnitudes termodinámicas; (T 2.4) Práctica 7.- Simulación de ciclos de potencia de aire y vapor de agua; (T 2.5) Práctica 8.- Simulación de ciclos de refrigeración de compresión y absorción; (T 2.6) Práctica 9.- Estudio con software de transformaciones psicrométricas; (T 2.7)
BIBLIOGRAFIA
Garcia Tapia, N.; Ingeniería Fluidomecánica; Universidad de Valladolid
GIles, R.V.; Mecánica de los fluidos e Hidráulica; Ed MCGrawHill
Mataix, C.; Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas; Ed. Oxford
Mott, R; Mecánica de Fluidos Aplicada; Ed. Prentice
Agüera, J.;Termodinámica Lógica y Motores Térmicos; Ed Ciencia 3 Problemas Resueltos. Termodinámica Lógica y Motores Térmicos
El Tomo II, incluye la resolución a los problemas planteados
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Curso 2006/7 Carlos J Renedo -.3.-
Potter, M, Somerton C; Termodinámica para Ingenieros; Ed MCGraw-Hill
Moran M, Shapiro H; Fundamentos de Termodinámica Técnica; Ed Reverte, S.A.
Incropera F.P.; DeWitt, D.P.; Fundamentos de Transferencia de calor; Ed Pearson
En la WEB http://personales.ya.com/universal/TermoWeb/index.html (Fernández, P.)
Mecánica de Fluidos. Bombas Centrífugas, Máquinas Hidráulicas Termodinámica Técnica. Ingeniería Térmica y de Fluidos Turbinas de Vapor, Turbinas de Gas. http://www.diee.unican.es/docencia5.htm
Trasparencias de la asignatura
EVALUACION
Modalidad 1. Examen Final de la asignatura El examen constará de:
− Una serie de entre 4 y 6 ejercicios prácticos. La puntuación máxima de esta parte será del 60%, la mitad correspondiente a Mecánica de Fluidos, y la otra mitad a Termodinámica y Transmisión de Calor. Se permitirá el uso de calculadora (no programable) y de un formulario (2 hojas para MF y otras 2 para Termo y T de C).
− Una serie de entre 8 y 12 cuestiones teóricas de contestación breve. La puntuación máxima de esta parte será del 20%, la mitad correspondientes a Mecánica de Fluidos, y la otra mitad a Termodinámica y Transmisión de Calor.
− Una serie de entre 4 y 6 cuestiones que evalúen los conocimientos y la destreza adquiridos en las prácticas de laboratorio. La puntuación máxima de esta parte será del 20%.
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Curso 2006/7 Carlos J Renedo -.4.-
Modalidad 2. Evaluación continua Para optar a ella es preciso que el alumno acuda al menos al 78% de las clases (incluidas prácticas de laboratorio, es decir, a 70 de las 90 horas de clase), y que demuestre una actitud positiva en ellas. Si un alumno no cumple estas condiciones quedará automáticamente incluido en la Modalidad 1. La evaluación tendrá cuatro partes.
− Laboratorio, que será como máximo del 20% del total. Se puede alcanzar con la asistencia a las prácticas de laboratorio, una actitud positiva, y entrega de una memoria de prácticas.
− La segunda serán controles o ejercicios teórico-prácticos realizados al final de cada tema de la asignatura. La puntuación máxima de esta parte será del 70%.
− La tercera es la realización de trabajos propuestos. La puntuación máxima de esta parte será del 10%. Trabajos tipo pueden ser la aproximación a programas informáticos de selección de bombas, ventiladores, etc (WILO; GRUNDFOS; S&P, …), cálculo informático de redes de conductos de aire o tuberías de agua; simulación de ciclos termodinámicos; …
− La cuarta es el examen final, conjunto con el de la modalidad 1; en el que los alumnos tendrán como puntuación máxima la no alcanzada en las dos partes anteriores.
CONCEPTOS DE REPASO
UNIDADES, MAGNITUDES Y EQUIVALENCIAS
Magnitud Unidad
Longitud l metro m
Temperatura T Kelvin K
Tiempo t segundo s
Masa m kilogramo k
Intensidad eléctrica I Amperio A
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 ρ k / l l l k / m3
Volumen específico Volesp l l l / k m3 / k
Unidad
Magnitud Equivalencia Nombre Símbolo
Relación con unidades básicas
Fuerza (F) = m a Newton Nw kg m /s2
Peso específico (γ) = ρ g Newton / m3 Nw / m
3 kg / m
2 s
2
Trabajo (W)
Energía (E)
Calor (Q)
= F l Julio J Nw m
(kg m2 /s
2)
Potencia (N) = F v
= W / t Watio W
J /s (kg m
2 /s
3)
Par (C) = F l Newton metro
(J) Nw m
Nw m (kg m
2 /s
2)
Presión = F / S Pascal Pa Nw / m
2
(kg / m s2)
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Curso 2006/7 Carlos J Renedo -.5.-
Relación Equivalencia
Fuerza kilofuerza kg m /s2 1 kf = 9,8 N
Trabajo kilofuerza m kg m2 /s
2 1 kf m = 9,8 J
kilofuerza m / s kg m2 /s
3 1 kf m / s = 9,8 W
CV 1 CV = 735,5 W Potencia
HP 1 HP = 745,7 W
Viscosidad dinámica η Nw s / m
2
kg / m s
Viscosidad cinemática γ m2/s
Rugosidad λ
PREFIJOS
Prefijo Factor Símbolo Prefijo Factor Símbolo
deca 10 da deci 10-1
d
hecto 102 h centi 10
-2 c
kilo 103 k mili 10
-3 m
Mega 106 M micro 10
-6 µ
Giga 109 G nano 10
-9 n
Tera 1012
T pico 10-12
p
Peta 1015
P femto 10-15
f
Exa 1018
E atto 10-18
a
CONVERSION DE UNIDADES
Energía Julio (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 10
6 1 0,3671 10
6
1 kf m 9,80665 2,3423 2,724 10-6
1
Potencia Watio (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
Presión Pascal
(Pa) bar
(bar)
Atmósfera física (atm)
Atmósfera 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
LETRAS GRIEGAS
α alfa θ theta τ tau
β beta µ mu ϕ fi
γ gamma ν nu ψ psi
δ, ∆ delta π pi ω omega
ε epsilon ρ ro
η eta σ sigma
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Curso 2006/7 Carlos J Renedo -.6.-
AREAS Y MOMENTOS DE INERCIA
Cuadrado Rectángulo Triángulo Círculo
Fig
ura
Are
a
2H HB 2
HB
4
D2π
y 2
H
2
H
3
H
2
D
M 12
H2
12
HB 3
36
HB 3
64
D2π
Anillo Semicírculo Cuadrante Trapezoide
Fig
ura
Are
a
4
)dD( 22 −π
8
D2π
4
R2π
2
)BG(H +
y 2
D D212,0 R424,0
)BG(3
)B2G(H
+
+
M 64
)dD( 22 −π 43 D1086,6 − 43 R1049,5 − )BG(36
)BBG4G(H 223
+
++
y es la distancia al eje centroidal
M
el momento de inercia con respecto al eje centroidal IC
VOLUMENES Cubo Prisma Esfera
Fig
ura
Volumen 3H HGB 6
D3π
y 2
H
2
G;
2
H;
2
B
2
D
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Cilindro Cilindro hueco Hemisferio
Fig
ura
Volumen 4
DH 2π
4
)dD(H 22 −π
12
D3π
y 2
H
2
H
16
D3
Pirámide Cono
Fig
ura
Volumen 3
HGB
12
HD2π
y 4
H
4
H
y es la distancia al centroide
INTERPOLACION LINEAL
Pto Valor
A a
X ¿x?
B b
ab
ax
AB
AX
−
−=
−
−⇒
AB
AX)ab(ax
−
−−+=
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 =+−=+−=