Fundamentos de mecánica de fluidos
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La hidrostática estudia los fluidos en reposo.
Hidrostática
Ensayos referentes a: flotabilidad, densidad, efecto capilar y ensayos similares; diversos métodos de medición de la presión
Contenido didáctico/ensayos
- estudio de la flotabilidad de varios cuerpos
- estudio de la densidad de líquidos
- presión hidrostática, ley de Pascal
- vasos comunicantes
- determinación del centro de presión
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Presión del líquido en las paredes de recipientes
Contenido didáctico/ensayos
- distribución de presión a lo largo de una superficie efectiva en un líquido en reposo
- fuerza lateral de la presión hidrostática
- determinación del centro de presión y del centro de la superficie
- determinación de la fuerza de compresión resultante
Determinación del metacentro y del empuje; sección transversal rectangular de cuaderna
Contenido didáctico/ensayos
- estudio y determinación de
- empuje, centro de empuje
- centro de masas, metacentro, estabilidad
- escora
Comparación de dos formas de cuaderna diferentes: cuaderna en forma de V y cuaderna en forma de U
Contenido didáctico/ensayos
- comparación de dos formas de cuaderna diferentes: cuaderna en forma de V y cuaderna en forma de U
La hidrodinámica se encarga del estudio y descripción de fluidos en movimiento. La enseñanza de las leyes de conservación de masa, energía e impulso tiene prioridad.
Hidrodinámica
Visualización de flujo laminar y turbulento
Contenido didáctico/ensayos
- visualización del flujo laminar
- visualización del área de transición
- visualización del flujo turbulento
- determinación del número de Reynolds crítico
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Visualización de flujo laminar y turbulento
Contenido didáctico/ensayos
- visualización de
- flujo laminar
- áreas de transición
- flujo turbulento
- flujo secundario en un codo
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Medición de flujo laminar y turbulento
Contenido didáctico/ensayos
- representación del perfil de flujo
- determinación de una velocidad de flujo local y de la promediada
- influencia del número de Reynolds sobre el perfil de flujo
- detectar las diferencias entre una formación de flujo laminar y turbulento
- fricción de tubo / tensión de cizallamiento
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Flujo alrededor de varios cuerpos de resistencia y flujo incidente de presas
Contenido didáctico/ensayos
- niveles de energía del agua al atravesar un canal abierto con distintos obstáculos
- estudio del resalto hidráulico
- medición de caudal con tubo de Venturi
- disipación de energía en un canal abierto
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Presiones estáticas y distribución de la presión total a lo largo del tubo de Venturi
Contenido didáctico/ensayos
- conversión de energía en un flujo de tubo divergente / convergente
- registro del desarrollo de presión en el tubo de Venturi
- determinación del desarrollo de la velocidad en el tubo de Venturi
- determinación del coeficiente de caudal
- detección de efectos de fricción
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Presiones estáticas y distribución de la presión total a lo largo del tubo de Venturi
Contenido didáctico/ensayos
- conversión de energía con flujo divergente / convergente
- registrar el desarrollo de la presión en el tubo de Venturi
- determinar el desarrollo de la velocidad en el tubo de Venturi
- evaluar cualitativamente pérdidas de carga
- identificar las influencias de la tobera y el difusor sobre la pérdida de carga
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Demostración del principio del momento lineal; deflectores intercambiables con distintos ángulos de desviación
Contenido didáctico/ensayos
- demostración del principio del momento lineal
- estudio de la fuerza ejercida por un chorro
- influencia del caudal y la velocidad de flujo
- influencia de distintos ángulos de desviación
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Demostración del principio del momento lineal; deflectores intercambiables con distintos ángulos de desviación
Contenido didáctico/ensayos
- aplicación del principio del momento lineal
- medir las fuerzas ejercidas por un chorro
- estudio de los factores de influencia en las fuerzas ejercidas por un chorro
- ángulo de desviación
- presión previa de la tobera
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Flujo alrededor de distintos cuerpos de resistencia y flujo incidente de vertederos; tinta como producto de contraste
Contenido didáctico/ensayos
- influencia de vertederos de distintas formas en el flujo
- visualización de las líneas de corriente en el flujo incidente de vertederos
- visualización de las líneas de corriente en el flujo alrededor de distintos cuerpos de resistencia
- descarga de tiro et corriente
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Estudio de modelos en un flujo laminar bidimensional; tinta como prodcuto de contraste
Contenido didáctico/ensayos
- visualización de líneas de corriente durante
- flujo alrededor de cuerpos de resistencia
- flujo de paso a través de un cambio de sección transversal
- influencia de fuentes y sumideros
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Estudio de los cambios en la sección transversal del flujo laminar bidimensional; visualización con ayuda de burbujas de hidrógeno generadas electrolíticamente
Contenido didáctico/ensayos
- visualización de flujos bidimensionales
- conocer el concepto de línea de corriente, trayectoria y línea de traza
- evolución de las líneas de corriente a través de una sección de prueba con modificaciones en la sección transversal
- límites del flujo potencial
Relación entre el área de la sección transversal atravesada y la velocidad del flujo
Contenido didáctico/ensayos
- estudio de la ecuación de continuidad
- demostración de la conservación de la masa
- identificación de los factores de influencia:
- área de la sección transversal de flujo
- paso de ruedas de aletas
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La descarga desde un depósito puede considerarse como estacionaria y también como no estacionaria. En el caso estacionario, la altura de llenado y, con ella la anchura del chorro, permanecen constantes (p.ej. en una descarga bajo un vertedero).
Cuando el depósito se vacía durante el proceso de descarga, hablamos de estado no estacionario.
Determinación de pérdidas de carga y coeficiente de descarga para distintos perfiles de salida
Contenido didáctico/ensayos
- fórmula de Torricelli
- determinar las curvas de tiempo del nivel
- determinar los tiempos de evacuación
- exámenes en el chorro de salida (diámetro, velocidad)
- determinación del caudal con distintas alturas de descarga
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Registro de trayectoria del chorro de agua en velocidades de salida distintas
Contenido didáctico/ensayos
- fórmula de Torricelli
- determinar las curvas de tiempo del nivel
- determinar los tiempos de evacuación
- determinar la trayectoria del chorro de agua para
- diferentes velocidades de salida
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Determinar la trayectoria del chorro de agua y coeficiente de descarga para distintos perfiles de salida
Contenido didáctico/ensayos
- estudiar la influencia del nivel del depósito sobre la velocidad de descarga
- aplicación de la ecuación de Bernoulli
- comparación de la velocidad de descarga real y teórica
- estudiar insertos para la salida con diferentes diámetros y contornos de entrada, determinar el coeficiente de pérdida de carga
- estudiar la influencia de la velocidad de descarga y del coeficiente de pérdida de carga en la trayectoria del chorro de agua
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Cuando el fluido pasa por una tubería, la energía de presión del fluido disminuye debido a la fricción y la energía interna del fluido aumenta.
Flujo estacionario de fluidos incompressibles
Influencia de la velocidad de flujo en la pérdida de presión, secciones de tubería didácticamente sucesivas
Contenido didáctico/ensayos
- pérdidas de carga en tubos, racores de tubos y elementos de tuberías
- influencia de la velocidad de flujo sobre la pérdida de carga
- aplicación de la ecuación de Bernoulli
- determinación de coeficientes de resistencia
- curvas características de apertura de válvula y grifo de bola
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Fricción de tubo en un flujo laminar / turbulento, número de Reynolds y del coeficiente de fricción de tubo
Contenido didáctico/ensayos
- uso del número de Reynolds en flujos en tuberías y determinar el número de Reynolds crítico
- cálculo del número de Reynolds y del coeficiente de fricción de tubo a partir de los datos medidos
- comparación de los valores teóricos con los valores medidos
- investigando la influencia de la temperatura
- relaciones de similitud en flujos en tuberías
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Pérdidas por fricción en la entrada, así como con diferentes geometrías de tubería y rugosidades superficiales
Contenido didáctico/ensayos
- formación del flujo a lo largo de la sección de entrada
- diferencia entre tubos hidráulicamente lisos e hidráulicamente rugosos
- diferencia entre tubo redondo y sección rectangular
- diferenciar el flujo laminar del flujo turbulento
- determinar la pérdida de carga en un flujo laminar / flujo turbulento
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Procesos de flujo en diferentes estructuras de control; pérdidas en la entrada y salida
Contenido didáctico/ensayos
- canal abierto
- flujo sobre la estructura de control: vertedero de cresta ancha, vertedero de cresta delgada, presa- vertedero de perfil Ogee con tipo de salida en forma de salto de esquí, umbral
- descarga bajo una compuerta
- resalto hidráulico
- canal cerrado
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Pérdidas de carga en distintos elementos de tuberías y redes de tuberías; conexión en serie y en paralelo de secciones de tubo
Contenido didáctico/ensayos
- registro de curva de calibración para secciones de tubo individuales: pérdida de carga sobre caudal
- conexiones en paralelo de secciones de tubo
- conexiones en serie de secciones de tubo
- conexión combinada en serie y en paralelo
- estudio de una tubería circular
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Determinación del número de Reynolds crítico
Contenido didáctico/ensayos
- mediciones de la pérdida de carga en el flujo laminar
- mediciones de la pérdida de carga en el flujo turbulento
- determinación del número de Reynolds crítico
- determinación del coeficiente de fricción de la tubería
- comparación del coeficiente de fricción de la tubería real con el coeficiente de fricción de la tubería teórico
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Influencia de la velocidad de flujo en la pérdida de presión
Contenido didáctico/ensayos
- estudio de pérdidas de carga en tuberías, piezas de conexión de tuberías y robinetería
- influencia de la velocidad de flujo en la pérdida de presión
- determinación de coeficientes de resistencia
- características de las aberturas y valores KVS de la válvula de asiento inclinado y la válvula de compuerta
- familiarización con distintos dispositivos deprimógenos para determinar el caudal:
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Transferencia de energía entre el fluido y la máquina a través de fuerzas de flujo.
Modelo de una turbina de impulsión con tobera ajustable; determinación del rendimiento
Contenido didáctico/ensayos
- diseño y funcionamiento de una turbina Pelton
- determinación del par, la potencia y el rendimiento
- representación gráfica de curvas de par, potencia y rendimiento
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Modelo de una turbina de reacción con álabes distribuidores ajustables; determinación del rendimiento
Contenido didáctico/ensayos
- diseño y funcionamiento de una turbina Francis
- determinación del par, la potencia y el rendimiento
- representación gráfica de curvas de par, potencia y rendimiento
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Registro de una característica típica de una bomba
Contenido didáctico/ensayos
- familiarización con el comportamiento de funcionamiento y los datos característicos de una bomba centrífuga
- registro de característica de la bomba con número de revoluciones constante de la bomba
- medición de presión de entrada y salida
- determinación del caudal
- registro de características de la bomba con distintos números de revoluciones
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Curvas características y potencia hidráulica; comparación de los modos de funcionamiento
Contenido didáctico/ensayos
- estudio de bombas en conexión en serie y en paralelo
- determinación de la altura de elevación
- registro de la característica de la bomba
- determinación de la potencia hidráulica
- determinación del punto de funcionamiento
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Flujo no estacionario: la velocidad de una partícula de fluido cambia con el tiempo y la posición. Los flujos no estacionarios se producen durante procesos de descarga, procesos de arranque y parada de turbomáquinas o durante vibraciones de fluido y procesos de golpe de ariete.
Flujos no estacionarios en tuberías y chimeneas de equilibrio
Estudio de creación, efecto y funcionamiento
Contenido didáctico/ensayos
- procesos de desagüe no estacionarios en tuberías comprender en los ensayos
- demostración de golpes de ariete en tuberías
- determinación de la velocidad de propagación de ondas en agua
- comprensión del funcionamiento de una chimenea de equilibrio
- frecuencia propia de una chimenea de equilibrio
Demostración del funcionamiento de un depósito de retención pluvial y un embalse
Contenido didáctico/ensayos
- demostración de procesos de desagüe no estacionarios en dos depósitos de reserva pluvial, uno situado detrás del otro
- demostración de procesos de desagüe no estacionarios en dos embalses, uno situado detrás del otro
- registro de las oscilaciones del nivel de agua en la chimenea de equilibrio después un golpe de ariete
- registro y representación de las fluctuaciones del nivel de agua
