Guía docente de Mecánica de Fluidos (2201125)

Es recomendable haber superado las asignaturas de Física I, Matemáticas I, Matemáticas II

En el caso de utilizar herramientas de IA para el desarrollo de la asignatura, el estudiante debe adoptar un uso ético y responsable de las mismas. Se deben seguir las recomendaciones contenidas en el documento de "Recomendaciones para el uso de la inteligencia artificial en la UGR" publicado en esta ubicación: https://ceprud.ugr.es/formacion-tic/inteligencia-artificial/recomendaciones-ia#contenido0

Flujo de fluidos incompresibles en tuberías y canales. Pérdidas de cargas en sistemas simples y complejos. Medida de presión, velocidad y caudal. Flujo interno de fluidos compresibles. Equipos para transporte de fluidos. Flujo externo. Agitación. Flujo en lechos de partículas. Fluidización. Sedimentación. Centrifugación. Filtración.

El alumno sabrá/ comprenderá:

Los principios básicos de la mecánica de fluidos y su aplicación en ingeniería química.
Los principios básicos del flujo de fluidos por conducciones y canales, aplicando balances de materia y energía.
Conocerá equipos para bombeo de líquidos, compresión de gases y agitación.
Aspectos fluidodinámicos de operaciones unitarias.

El alumno será capaz de:
Dimensionar sistemas de transporte de fluidos por conducciones y canales.
Especificar bombas, compresores y equipos de agitación.
Calcular la pérdida de carga en equipos de proceso.
Dimensionar equipos utilizados en operaciones de separación basadas en el flujo de fluidos: sedimentación, clasificación, centrifugación, filtración.
Resolver problemas utilizando cálculos aproximados e iterativos.

Tema 1. Introducción.

• Definiciones y magnitudes básicas. Régimen laminar y turbulento. Reología. Ley de Newton: viscosidad. Modelos para fluidos no newtonianos. Viscoelasticidad.

Tema 2. Flujo interno en régimen laminar.

• Perfiles de velocidad en conducciones cilíndricas. Ley de Hagen-Poiseuille. Caída de presión en fluidos no newtonianos.

Tema 3. Flujo interno en régimen turbulento.

• Balances macroscópicos de materia y energía. Ecuación de Bernouilli. Factor de fricción. Pérdidas menores. Tuberías y accesorios. Redes de tuberías. Régimen no estacionario. Golpe de ariete.

Tema 4. Transporte y medida de caudal en líquidos.

• Cálculo de bombas. Leyes de afinidad. Carga neta positiva de aspiración. Cavitación. Medida de caudal en tuberías. Medida de caudal en canales.

Tema 5. Circulación e impulsión de gases.

• Flujo isotérmico y adiabático de un gas ideal. Flujo de gases reales. Compresión. Equipos para la impulsión de gases.

Tema 6. Flujo bifásico gas-líquido por tuberías.

• Tipos de flujo. Mapas de flujo. Modelos de flujo.

Tema 7. Agitación y mezcla.

• Tipos de agitadores. Tiempo de mezcla. Potencia de agitación. Mezcla de líquidos no newtonianos. Agitación en tanques aireados. Mezcladores estáticos.

Tema 8. Movimiento de partículas en el seno de un fluido.

• Velocidad límite y coeficiente de rozamiento. Partículas no esféricas. Movimiento de gotas y burbujas.

Tema 9. Circulación por lechos de partículas.

• Tipos de rellenos. Caracterización de un lecho de partículas. Caída de presión. Circulación de dos fases fluidas: velocidad de inundación y diámetro de columna. Fluidización. Pérdida de presión por fricción y velocidad mínima de fluidización. Aplicaciones de la fluidización.

Tema 10. Sedimentación y clasificación.

• Clasificación hidráulica. Teoría de la sedimentación. Dimensionado de sedimentadores. Centrifugación. Movimiento de partículas por acción de una fuerza centrífuga. Presión centrífuga. Separación de líquidos inmiscibles. Separación de partículas sólidas. Equipos para centrifugación. Ciclones.

Tema 11. Filtración.

• Teoría de la filtración. Filtración a presión constante. Filtración a velocidad constante. Lavado de precipitados. Capacidad de filtración. Filtración centrífuga. Equipos para la filtración.

Resolución de problemas y ejercicios relacionados con el temario teórico.

• Abulencia, J.P., Theodore, L. Fluid Flow. Ed. John Wiley & Sons, Inc, 2009.
• Coulson, J. M.; Richardson, J. F.; Backhurts, J. R.; Harker, J. H. Chemical Engineering. Volume 1. Fluid Flow, Heat Transfer and Mass Transfer (6th Ed). Volume 2. Particle Technology & Separation Processes (6th Ed). Ed. Butterworth Heinemann, 2012.
• Costa Novella, E. y col. Ingeniería Química. Vol. 3. Flujo de Fluidos. Ed. Alhambra, 1985.
• Darby, R. Chemical Engineering Fluid Mechanics. (3er Ed). CRC Press, 2016. Enlace
• King, R. P. Introduction to Practical Fluid Flow. Butterworth-Heinemann, 2003. Enlace
• Mott, R. L. Mecánica de fluidos. 7ª Ed. Pearson Educación, 2015. Enlace
• White, F. M. Mecánica de fluidos. 6ª Ed. McGraw-Hill, 2008. Enlace

• Green, W.; Perry, R.H. Perry's chemical engineer's handbook (9th Ed.). McGraw-Hill, 2019. Enlace
• McCabe, W.L., Smith, J.C.; Harriott, P. Operaciones Unitarias en Ingeniería Química. (7ª Ed). McGraw-Hill, 2007.
• Tropea, C., Foss, J., Yarin, A. Springer Handbook of Experimental Fluid Mechanics. Springer, 2007. Enlace

• Plataforma docente Prado
• Conversión de unidades:
  • ThermExcel
• Propiedades de fluidos:
  • Engineers Edge
  • ThermExcel, propiedades del agua entre 0 y 100ºC
  • Viscosidades de gases comunes
• Bombas:
  • Curvas características de bombas​​
• Tuberías:
  • Selección de tuberías

• MD01. Lección magistral/expositiva 
• MD02. Resolución de problemas y estudio de casos prácticos o visitas a industrias 
• MD05. Realización de trabajos o informes de prácticas 

• Un examen final con ejercicios prácticos y cuestiones teóricas (70%) con nota mínima de 4 sobre 10 para superar la asignatura por evaluación continua.
• Examen de problemas y cuestiones teóricas, actividades y ejercicios propuestos (30%).

• Examen escrito con teoría y problemas en el que se evaluarán todos los contenidos desarrollados en la asignatura (100 %).

De acuerdo con la Normativa de Evaluación y de Calificación de los Estudiantes de la UGR, se contempla la realización de una evaluación única final a la que podrán acogerse aquellos estudiantes que no puedan cumplir con el método de evaluación continua por algunos de los motivos recogidos en el Artículo 8.
Para acogerse a la evaluación única final, el estudiante, en las dos primeras semanas de impartición de la asignatura, en las dos semanas siguientes a su matriculación si ésta se ha producido con posterioridad, o más tarde si hay causa sobrevenida, lo solicitará a través de la sede electrónica, alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua.

• Examen escrito con teoría y problemas en el que se evaluarán todos los contenidos desarrollados en la asignatura (100 %).

• Evaluación por incidencias:

Podrán solicitar evaluación por incidencias, los estudiantes que no puedan concurrir a las pruebas finales de evaluación o a las programadas en la Guía Docente con fecha oficial, por alguna de las circunstancias recogidas en el artículo 9 de la Normativa de evaluación y de calificación de los estudiantes de la Universidad de Granada, siguiendo el procedimiento indicado en dicha normativa.

• Alumnos con necesidades específicas de apoyo educativo (NEAE)

Siguiendo las recomendaciones de la CRUE y del Secretariado de Inclusión y Diversidad de la UGR, los sistemas de adquisición y de evaluación de competencias recogidos en esta guía docente se aplicarán conforme al principio de diseño para todas las personas, facilitando el aprendizaje y la demostración de conocimientos de acuerdo a las necesidades y la diversidad funcional del alumnado.
La metodología docente y la evaluación serán adaptadas al alumnado con NEAE, conforme al Artículo 11 de la Normativa de Evaluación y de Calificación de estudiantes de la UGR, publicada en el Boletín Oficial de la UGR nº 112, de 9 de noviembre de 2016.

• Inclusión y Diversidad de la UGR

En el caso de estudiantes con discapacidad u otras NEAE, el sistema de tutoría deberá adaptarse a sus necesidades, de acuerdo a las recomendaciones de la Unidad de Inclusión de la UGR, procediendo los Departamentos y Centros a establecer las medidas adecuadas para que las tutorías se realicen en lugares accesibles. Asimismo, a petición del profesorado, se podrá solicitar apoyo a la unidad competente de la Universidad cuando se trate de adaptaciones metodológicas especiales.
Información de interés para alumnado con discapacidad y/o Necesidades Específicas de Apoyo Educativo (NEAE): Gestión de servicios y apoyos (https://ve.ugr.es/servicios/atencion-social/estudiantes-con-discapacidad)