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FUNDACIN UNIVERSIDAD DEL NORTEDIVISIN DE INGENIERAS

DEPARTAMENTO DE INGENIERA MECNICA

1. IDENTIFICACIN

DIVISION ACADEMICA Ingenieras

DEPARTAMENTO Ingeniera Mecnica

PROGRAMA ACADEMICO Ingeniera Civil

NOMBRE DEL CURSO Mecnica de Fluidos

TIPO DE CURSO Bsico Profesional

CODIGO DEL CURSO IME 4070; NRC 3311 (01) - 3312 (02)

PRE-REQUISITOS MAT 4011 Ecuaciones Diferenciales

NUMERO DE CREDITOS 3TIPO DE CREDITO Obligatorio

NUMERO DE SEMANAS 16: de enero 25 a mayo 21.

INTENSIDAD HORARIA 48 HT

NIVEL DEL CURSO Pregrado

NOMBRE DE LOS PROFESORES Nstor Durango Padilla. ndurango@uninorte.edu.co

UBICACIN DEL PROFESOR Oficina 8-14 K - Edificio de ingenieras

HORARIO DE ATENCIN 9:30 a 10:30

2. DESCRIPCIN SINTTICA DE LA ASIGNATURA

Fundamentos y aplicaciones de la mecnica de fluidos. Propiedades de los fluidos, leyesy aplicaciones de hidrosttica y de hidrodinmica; anlisis dimensional y semejanzahidrulica; prdidas y arrastre en flujos reales.

3. DESCRIPCIN AMPLIA DE LA ASIGNATURA

Se estudian las propiedades de los fluidos, las leyes de la hidrosttica, la variacin dela presin y la fuerza ejercida sobre superficies y cuerpos sumergidos en un fluido en

reposo. La hidrodinmica se inicia con las definiciones de flujo, lneas de corriente ygasto. Se clasifican y describen los flujos. Se deducen, analizan y aplican las ecuacionesdel transporte, continuidad, cantidad de movimiento, Bernoulli y energa en relacin conun volumen de control. Se plantean las ecuaciones de Navier Stokes. Se introducen losfundamentos del anlisis dimensional y la similitud dinmica. Se desarrollan y aplicanlas ecuaciones de prdidas y fuerzas en flujos reales.

4. JUSTIFICACIN

El conocimiento y la correcta aplicacin de las leyes de la mecnica de fluidos es unacompetencia importante para el estudiante y para el ejercicio profesional de los

ingenieros. Los procesos, fenmenos, estructuras y mquinas con las que trabajan losingenieros estn relacionados con fluidos o con flujos que determinan tanto sus

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especificaciones de diseo y seleccin como sus condiciones de operacin. Elconocimiento de mecnica de fluidos es fundamental en el diseo y construccin deestructuras hidrulicas, puentes, pavimentos, acueductos; intercambiadores de calor,mquinas de combustin, turbinas, bombas, entre muchos otros sistemas.

5. OBJETIVOS

5.1 OBJETIVO GENERAL

Impartir los fundamentos de mecnica de fluidos con la metodologa apropiada y guiaral estudiante en el aprendizaje de los conceptos bsicos, las leyes y las propiedadesde los fluidos y en su aplicacin en condiciones ideales o en situaciones reales deingeniera.

5.2 OBJETIVOS ESPECFICOS

Al finalizar el curso los estudiantes estarn en capacidad de:

1. Relacionar los fenmenos asociados a la hidrosttica y a la hidrodinmica conlas propiedades de los fluidos.

2. Aplicar las ecuaciones de continuidad, energa y cantidad de movimiento en elanlisis y la solucin de problemas especficos de mecnica de fluidos.

3. Aplicar el anlisis dimensional a problemas generales de mecnica de fluidos.4. Calcular las prdidas de energa de un flujo a travs de un conducto y la fuerza

debida a un flujo real sobre un cuerpo sumergido.

5.3 CONTRIBUCIN A LA FORMACIN DE COMPETENCIAS

SO-a. Habilidad para aplicar el conocimiento de matemticas, ciencia e ingeniera.SO-b. Habilidad para disear y conducir experimentos, analizar e interpretar datosexperimentales.

6. METODOLOGA

El estudiante repasar los temas antes de cada clase. La explicacin del profesor loayudar en el aprendizaje de la teora y de la aplicacin en casos tpicos de ingeniera.Para ello:

Se pondr a disposicin del estudiante la parcelacin del curso para que preparecon anticipacin los temas citados los cuales se encuentran en la bibliografa.

El profesor expondr los temas orientando a los estudiantes en la comprensiny aplicacin de los conceptos y leyes de la mecnica de fluidos. Los talleres conel monitor, la evaluacin y la realimentacin permitirn el logro de este propsito.

Los temas relacionados en la parcelacin deben ser complementados por elestudiante mediante lecturas, imgenes o videos adicionales, en espaol o eningls, para lograr una mejor comprensin de los mismos.

La evaluacin se har sobre los objetivos programados. La realimentacin sehace a todo el curso, y en forma individual en la oficina del profesor. Los temasespeciales adicionales podrn ser objeto de evaluacin mediante tareas,talleres, diseo o realizacin de experiencias. Los estudiantes estarn siemprepreparados para ser evaluados.

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7. MEDIOS

Medios audiovisuales, catlogo web, base de datos

8. CONTENIDO

TEMA [Objetivos Especficos] Horas

1. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS [1]:a. El medio continuo. Definicin y clasificacin de los fluidos. Unidades.b. Viscosidad. Densidad; peso especfico; densidad relativa.

Concentracin; densidad de mezclas; fraccin de masa. Variablestermodinmicas. Elasticidad. Presin de vapor. Tensin superficial.

c. Aplicacin. Ejercicios

6 HT

2. HIDROSTTICA [1]:a. Presin en un punto. Variacin de la presin en un fluido en reposo;

ley fundamental de la hidrosttica.b. Escalas y unidades de presin. Equivalencias. Ejercicios.c. Medidores de presin. Piezmetros. Manmetros.d. Fuerzas debidas a la presin de un fluido. Presin constante.

Superficies planas inclinadas. Superficies curvas. Empuje. Flotacin.Ejercicios.

Primer parcial 1h. Grupo 01: L feb 29. Grupo 02: Mi marzo 02

9 HT

3. HIDRODINMICA [2]a. Flujos, campos de flujo, trayectoria, lnea y tubo de corriente,

trazador.b. Clasificaciones de los flujos. Permanente; no permanente. Uniforme;

no uniforme. Laminar; turbulento. Ideal; real.c. Gasto. Sistema y volumen de control. Ecuacin del transporte de

Reynoldsd. Conservacin de la masa. Continuidad. Caudal, velocidad media.

Aplicaciones.e. Ecuacin de Bernulli. Ecuacin de la energa.

Aplicaciones.

Segundo parcial 2h. Grupo 01: Mie abril 06. Grupo 02: L abril 04

f. Ecuacin de la Cantidad de Movimiento. Aplicaciones.g. Ecuaciones de Navier-Stokes

12 HT

6 HT

4. ANLISIS DIMENSIONAL [3]a. Teora y experimentacin. Modelo y prototipo. Semejanza

geomtrica, cinemtica y dinmica.b. Teorema de Buckingham. Ejercicios.c. Grupos adimensionales notables. Leyes de semejanza de las

turbomquinas

d. Relacin de escalas. Ejercicios.Tercer parcial 1h. Grupo 01: L abril 25. Grupo 02: Mie abril 27.

6 HT

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5. FLUJOS REALES [4]

a. Prdidas; arrastre y sustentacin. Teora de la capa lmiteb. Flujo interno. Caso flujo laminar y permanente.c. Prdidas en tuberas. Ecuacin de Darcy-Weisbach. Factor de

friccin: ecuaciones; diagrama de Moody.d. Prdidas menores. Ejercicios.e. Flujo en canales abiertos. Ejercicios.f. Flujo externo: coeficiente de arrastre.g. Flujo sobre placas planas.h. Flujo sobre objetos sumergidos. Ejercicios.

Examen Final

9 HT

9. EVALUACIONES

EVALUACION OBJETIVOS PESO FECHA

Parcial 1 1 25 % 01: Feb 29 / 02: Marzo 02. (M)

Parcial 2 1,2 25 % 01: Abril 06 / 02: Abril 04(M)

Parcial 3 2,3 25 % 01: Abril 25 / 02: Abril 27

Examen Final 1,2,3,4 25 % Segn calendario de Registro

10. TEXTO GUA:STREETER, WYLIE, y BEDFORD, Mecnica de fluidos, Novena Edicin, 1999, McGrawHill

10. TEXTOS COMPLEMENTARIOS

ENGEL, Y. y CIMBALA, J. Mecnica de Fluidos. McGraw Hill. Mxico 2006.GERHART, P. Mecnica de Fluidos, Segunda Edicin, 1995, Addison-WesleyIberoamericana.MOTT, R. Mecnica de Fluidos, Prentice Hall, Sexta edicin.POTTER y WIGGERT Mecnica de Fluidos. Segunda edicin, 1997, Prentice & Hall.

ROBERSON, J. A. y CROWE, C.T, Mecnica de Fluidos, segunda edicin, 1983,Interamericana.SHAMES, IRVING, Mechanics of Fluids, Third Edition, 1992, McGraw Hill.