Dades generals

Curs acadèmic:
2017
Descripció:
GRAU EN ENGINYERIA MECÀNICA: Mecànica de fluids. Sistemes fluidomecànics i la seva anàlisi. GRAU EN ENGINYERIA QUÍMICA, ELECTRÒNICA INDUSTRIAL I AUTOMÀTICA, ELÈCTRICA: Mecànica de fluids. Sistemes, màquines fluidomecàniques i la seva anàlisi. Càcul de conductes, canals i sistemes de fluids.
Crèdits ECTS:
6

Grups

Grup A

Durada:
Semestral, 1r semestre
Professorat:
ALEXANDRE DELTELL CARBONELL  / JOSE RAMON GONZALEZ CASTRO  / ANTONI PUJOL SAGARO  / JOAQUIM VELAYOS SOLE
Idioma de les classes:
Català (80%), Anglès (20%)

Competències

  • CT05 Recollir i seleccionar informació de manera eficaç
  • CE010 Coneixements dels principis bàsics de la mecànica de fluids i la seva aplicació a la resolució de problemes en el camp de l'enginyeria. Càlcul de canonades, canals i sistemes de fluids.

Continguts

1. TEMARI: GRAU EN ENGINYERIA MECÀNICA

          1.1. Introducció a la mecànica de fluids

                    1.1.1. Definició històrica i abast de la mecànica de fluids.

                    1.1.2. Concepte de fluid. Hipòtesi del continu.

                    1.1.3. Propietats dels fluids.

                    1.1.4. Resum de dimensions i sistemes d'unitats.

          1.2. Hidrostàtica

                    1.2.1. Repàs d'estàtica de fluids.

                    1.2.2. Equació fonamental de la hidrostàtica

                    1.2.3. Pressió absoluta i relativa. Unitats de pressió.

                    1.2.4. Forces sobre plaques. Diagrama i centre de pressions.

                    1.2.5. Flotabilitat i estabilitat.

                    1.2.6. Instruments de mesura de la pressió.

          1.3. Cinemàtica dels fluids

                    1.3.1. Moviment lagrangià i eulerià.

                    1.3.2. Característiques del flux.

                    1.3.3. Línia de corrent, trajectòria i traça.

                    1.3.4. Cabal volumètric i màssic.

                    1.3.5. Sistema i volum de control. Teorema del transport de Reynolds.

          1.4. Hidrodinàmica: equacions fonamentals

                    1.4.1. Relacions integrals per a un volum de control.

                    1.4.2. Relacions diferencials.

                    1.4.3. Equació de Bernoulli generalitzada.

          1.5. Anàlisi dimensional: el nombre de Reynolds. Semblança

                    1.5.1. Homogeneïtat dimensional.

                    1.5.2. El teorema Pi.

                    1.5.3. Nombres adimensionals.

                    1.5.4. Nombre de Reynolds. Flux laminar i turbulent.

                    1.5.5. Semblança.

          1.6. Flux en conductes

                    1.6.1. Règim laminar i turbulent en fluxos interns.

                    1.6.2. Pèrdues de càrrega primàries i secundàries.

                    1.6.3. Corba característica d'una instal·lació. Punt de funcionament.

                    1.6.4. Canonades sèrie - paral·lel.

                    1.6.5. Problemes amb més de dos dipòsits.

                    1.6.6. Instruments de mesura de cabal.

          1.7. Flux en canals

                    1.7.1. Introducció. Radi hidràulic.

                    1.7.2. Flux uniforme. Fórmules de Chezy, Bazin, Kutter, Manning.

                    1.7.3. Energía específica. Fondària crítica.

                    1.7.4. El salt hidràulic.

                    1.7.5. Comportes de fons i vessadors.

                    1.7.6. Mètode geomètric per al càlcul de cabal.

          1.8. Flux al voltant d'objectes

                    1.8.1. Règim laminar i turbulent en fluxos externs.

                    1.8.2. Capa límit. Resistències de superfície i de forma.

                    1.8.3. Arrossegament i sustentació.

          1.9. Pneumàtica

                    1.9.1. Introducció. Unitats. Simbologia CETOP / ISO 1219.

                    1.9.2. Producció i acondicionament d'aire comprimit.

                    1.9.3. Transport d'aire comprimit: dimensionament d'una xarxa.

                    1.9.4. Elements pneumàtics: actuadors i vàlvules.

                    1.9.5. Cicles pneumàtics. Diagrama d'espai-fase i de comandament.

2. TEMARI: GRAU EN ENGINYERIA QUÍMICA, ELECTRÒNICA INDUSTRIAL I AUTOMÀTICA, ELÈCTRICA

          2.1. Introducció a la mecànica de fluids.

                    2.1.1. Definició històrica i abast de la mecànica de fluids.

                    2.1.2. Propietats dels fluids.

          2.2. Hidrostàtica.

                    2.2.1. Pressió hidrostàtica: relativa i absoluta.

                    2.2.2. Principi de Pascal.

                    2.2.3. Equació fonamental de la hidrostàtica.

                    2.2.4. Força exercida pel fluid sobre una placa plana. Diagrama de pressions. Centre de pressions.

                    2.2.5. Equilibri de cossos submergits. Principi d'arquímedes. Condicions d'estabilitat.

                    2.2.6. Instruments de mesura de la pressió.

          2.3. Hidrodinàmica del fluid real.

                    2.3.1. Capa límit. Resistència de superfície.

                    2.3.2. Flux laminar i turbulent. Nombre de Reynolds.

                    2.3.3. Separació de la capa límit. Resistència de forma.

                    2.3.4. Equació generalitzada de Bernoulli.

                    2.3.5. Pèrdues de càrrega primàries. Rugositat. Equació de Darcy-Weisbach. Equació de Colebrook-White. Diagrama de Moody.

                    2.3.6. Pèrdues de càrrega secundàries.

          2.4. Dimensionament de canonades.

                    2.4.1. Corba característica de la instal•lació.

                    2.4.2. Punt de funcionament.

                    2.4.3. Canonades en paral•lel.

                    2.4.4. Canonades en sèrie.

          2.5. Conductes oberts.

                    2.5.1. Introducció. Radi hidràulic.

                    2.5.2. Fòrmules de Chezy, Bazin, Kutter i Manning.

                    2.5.3. Vessadors.

                    2.5.4. Mètode geomètric pel càlcul de cabal.

          2.6. Pneumàtica.

                    2.6.1. Introducció.

                    2.6.2. Distribució de l'aire comprimit. Xarxes. Mètode d'igual fricció. Mètode igual pèrdua de càrrega.

                    2.6.3. Actuadors pneumàtics.

                    2.6.4. Vàlvules pneumàtiques. Distribuïdores. De blocatge.

                    2.6.5. Cicles pneumàtics. Diagrama espai-fase. Diagrama comandament.

                    2.6.6. Cicles combinatoris.

                    2.6.7. Cicles seqüencials. Eliminació de la interferència de senyals.

          2.7. Màquines hidràuliques.

                    2.7.1. Introducció.

                    2.7.2. Classificació de màquines hidràuliques.

                    2.7.3. Equació fonamental de les turbomàquines.

                    2.7.4. Estudi orgànic de les bombes centrífugues.

                    2.7.5. Classificació.

                    2.7.6. Elements.

                    2.7.7. Encebament.

                    2.7.8. Pèrdues de càrrega de la bomba.

                    2.7.9. Potència.

                    2.7.10. Rendiment.

          2.8. Assaig de bombes.

                    2.8.1. Assaig complet.

                    2.8.2. Punt de disseny.

          2.9. Connexions sèrie - paral•lel de bombes centrífugues.

                    2.9.1. Connexió paral•lel.

                    2.9.2. Connexió sèrie.

          2.10. Fenòmens hidràulics.

                    2.10.1. Cop d'ariet.

                    2.10.2. Cavitació – NPSH.

          2.11. Turbines.

                    2.11.1. Introducció.

                    2.11.2. Classificació.

                    2.11.3. Tipus de turbina: Pelton, Francis i Kaplan.

                    2.11.4. Altura neta, pèrdues, potències i rendiment.

          2.12. Ventiladors i aerogeneradors.

                    2.12.1. Introducció.

                    2.12.2. Classificació.

                    2.12.3. Pressió útil, pèrdues, potències i rendiment.

                    2.12.4. Assaig elemental i complet. Suma sèrie i paral•lel.

                    2.12.5. Aerogeneradors.

          2.13. Màquines de desplaçament positiu.

                    2.13.1. Classificació.

                    2.13.2. Punt de funcionament.

                    2.13.3. Potència d'accionament.

Activitats

Tipus d’activitat Hores amb professor Hores sense professor Total
Classes expositives 30 30 60
Classes pràctiques 12 12 24
Elaboració de treballs 0 12 12
Prova d'avaluació 3 15 18
Resolució d'exercicis 15 21 36
Total 60 90 150

Bibliografia

  • Mataix, Claudio (1982 ). Mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas (2ª ed., ampliada y puesta al día). Madrid: Ediciones del Castillo. Catàleg
  • Mataix, Claudio (2009 ). Turbomáquinas hidráulicas : turbinas hidráulicas, bombas,ventiladores (2a ed. rev. y cor.). Madrid: ICAI. Catàleg
  • White, Frank M (1993 ). Mecánica de fluidos . Madrid [etc.]: MacGraw-Hill. Catàleg
  • Streeter, Victor L (1988 ). Mecánica de los fluidos (8ª ed. [inglesa, 2ª en castellano]). México [etc.]: McGraw-Hill. Catàleg
  • Velayos Solé, Joaquim (1998 ). Fluids . [Girona]: l'autor :Palahí A.G.. Catàleg
  • Velayos Solé, Joaquim (1999 ). Pneumàtica (2ª ed.). [Girona]: Joaquim Velayos Solé :Palahí A.G.. Catàleg

Avaluació i qualificació

Activitats d'avaluació:

Descripció de l'activitat Avaluació de l'activitat %
Primer treball individual de síntesi. S'avaluarà la correcció en la solució proposada així com la claredat en l'exposició dels resultats i el procediment de càlcul per arribar a la solució final. 10
Segon treball individual de síntesi. S'avaluarà la correcció en la solució proposada així com la claredat en l'exposició dels resultats i el procediment de càlcul per arribar a la solució final. 10
Pràctiques mòdul 1. Cada equip de treball entrega un informe que és avaluat pel professor. S'avalua la correcció de la solució adoptada, la claredat en l'exposició dels resultats, el treball i l'actitud en el laboratori. 6
Pràctiques mòdul 2. Cada equip de treball entrega un informe que és avaluat pel professor. S'avalua la correcció de la solució adoptada, la claredat en l'exposició dels resultats, el treball i l'actitud en el laboratori. 7
Pràctiques mòdul 3. Cada equip de treball entrega un informe que és avaluat pel professor. S'avalua la correcció de la solució adoptada, la claredat en l'exposició dels resultats, el treball i l'actitud en el laboratori. 7
Prova intermitja. S'avalua la correcció en la solució obtinguda i la claredat en l'exposició. (recuperable) 10
Prova final. S'avalua la correcció en la solució obtinguda i la claredat en l'exposició. (recuperable) 50

Qualificació

Avaluació continuada:
20 % Pràctiques de laboratori.
20 % Treballs individuals de síntesi.
10 % Prova individual intermitja.

Avaluació final:
50 % Examen final.

Nota total de l'assignatura:

1) La nota total de l'assignatura és la mitjana de l'avaluació continuada i de l'avaluació final. Si l'examen final no supera el 4 sobre 10, la nota total de l'assignatura és igual a la de l'examen final. Es considera l'assignatura aprovada amb una nota total igual o superior a 5 sobre 10.

2) La realització de les pràctiques és OBLIGATÒRIA per a tots els alumnes de nova matriculació i per als repetidors que no han assolit la puntuació de 4 sobre 10 en l'apartat de pràctiques de laboratori. Els repetidors que tenen una nota de pràctiques superior a 4 sobre 10 se'ls hi manté la nota de les pràctiques de laboratori.

Recuperació de notes:

3) La prova intermitja és recuperable. La nota recuperada de la prova intermitja (NPIr) es calcula aplicant la següent fórmula:

NPIr = max(NPI,NEF)

on
NPI = nota prova intermitja sobre 10.
NEF = nota examen final sobre 10.

4) La nota de l'examen final pot ser recuperable mitjançant un examen que es programa en la setmana de recuperacions.

S'aplica el reglament de l'Escola per poder accedir a la recuperació.

Criteris específics de la nota «No Presentat»:
A un alumne li constarà en el seu expedient acadèmic un No Presentat només si no es presenta a cap de les proves avaluables que es realitzin a partir del dia 1 de novembre.

Assignatures recomanades

  • Fonaments de física 1
  • Fonaments de física 2
  • Fonaments de mecànica