Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura
- Profesor: Manuel Cruz Gámiz
Tema 1. Propiedades de los fluidos.
1.1 Definición de fluido.
1.2 Densidad, volumen específico, peso específico y densidad relativa.
1.3. Viscosidad.
1.4. Presión.
1.5. Módulo elástico a la compresión.
1.6. Presión de vapor.
1.7. Tensión superficial.
Tema 2. Estática de fluidos.
2.1. Presión en un punto. Ecuaciones básicas de la Estática de los fluidos.
2.1.1 Introducción.
2.1.2 Variación vertical de la presión.
2.1.3. Comportamiento de la presión en planos horizontales. Superficies equipotenciales.
2.1.4. Superficie libre imaginaria.
2.1.5 Generalización a casos de fluidos en movimiento.
2.1.6 Presión dinámica.
2.1.7. Unidades de la presión.
2.2 Instrumentos para la medición de presiones.
2.3 Fuerzas debidas a la acción sobre superficies.
2.3.1 Introducción. Resumen breve de momentos y productos de inercia.
2.3.2. Fuerza sobre superficies planas.
2.3.3. Fuerza sobre superficies curvas.
2.3.4. Fuerza de flotación.
Tema 3. Análisis dimensional y similitud dinámica.
3.1. Magnitudes físicas, mediciones y unidades de medida.
3.2 Sistemas de Medidas y su clasificación.
3.3. Unidades fundamentales y derivadas.
3.4 Ecuaciones de dimensión.
3.5. Teorema de Rayleigh.
3.6. Teorema pi o de Buckingham.
3.7. Breve reseña teórica de la semejanza dinámica. Números adimensionales.
3.8. Ley de semejanza según el número de Froude.
3.9. Ley de semejanza según el número de Reynolds.
Tema 4. Ecuaciones básicas y conceptos de flujo de fluidos.
4.1. Generalidades.
4.2. Clasificación de los flujos.
4.3. Ecuación de continuidad en los flujos unidimensionales.
4.4. La energía y la carga mecánicas en los flujos unidimensionales. Sentido del flujo.
4.5. Pérdidas de carga mecánica en los flujos unidimensionales.
4.5.1. Generalidades.
4.5.2. Pérdidas de carga en tubo recto con flujo laminar.
4.5. 3. Pérdidas de carga en tubo recto con flujo turbulento.
4. 5. 3. 1. Introducción.
4. 5. 3. 2. Ecuación de Darcy-Weisbach.
4. 5. 3. 3. Otras ecuaciones.
4. 5.4. Pérdidas de carga locales. Longitudes equivalentes.
4.5. 5. Pérdidas de carga de flujo totales.
4.6. Obtención de la ecuación de Bernoulli.
4.7. Líneas o rasantes de energía (carga) y piezométrica.
4.8. Sistemas de tuberías a presión simples.
4.8.1. Introducción.
4.8.2. Variables y ecuaciones de los sistemas de tuberías a presión simples.
4. 9. Ecuaciones de la cantidad de movimiento lineal en los flujos unidimensionales.
Tema 5. Problemas prácticos de los sistemas de tuberías a presión simples.
5.1. Ubicación (cota de fondo) de los depósitos.
5.2. Trazado de la tubería en planta y perfil. Consideraciones sobre el “manejo” de las líneas de carga y piezométrica.
5.3. Material, clase, rugosidad y anclajes de las tuberías.
5.4. Válvulas requeridas para las operaciones del sistema.
5.4.1. Introducción.
5.4.2 Tipos y usos de las válvulas en los sistemas de tuberías.
5.4.3. Coeficientes de pérdidas de válvulas.
5.4.4. Las válvulas en EPANET.
5.4.5. Otros aspectos para la modelización de las válvulas en EPANET.
5.5. Admisión y salida del aire en las tuberías. Operaciones de vaciado, llenado y funcionamiento del sistema de tubería.
5.6. Configuración de un sistema de tubería simple.
5.7. Caudal que puede conducir una tubería por gravedad.
5.8. Caudal que puede conducir una tubería por bombeo.
5.9. Pérdidas de carga totales. O pérdidas de carga en un cierto tramo.
5.10. Restricciones de cálculo del diámetro de una tubería “llena” en conducciones por gravedad.
5.11. Restricciones de cálculo del diámetro de una tubería con impulsión por bombeo.
5.12. Procedimientos para los cálculos hidráulicos de los sistemas de tuberías a presión simples.
5.12.1. Tipos de procedimientos.
5.12.2. Aspectos generales de los cálculos con EPANET.
5.12.3. Aspectos específicos de los cálculos de sistemas de tubería simple con EPANET.
5.13. 4. Elección de la(s) bomba(s) o turbina(s).
5.14. Ejemplos de cálculos hidráulicos con Excel, Mathcad o equivalente y EPANET.
Tema 6. Aspectos hidráulicos de los equipos de bombeo.
6.1. Introducción.
6.2. Generalidades.
6.3. Tipos de bombas.
6.4. Velocidad específica y clasificación de las bombas rotodinámicas. 155
6.5. Curvas características de las bombas rotodinámicas.
6.6. Requerimientos y dimensionamiento de las tuberías de aspiración y de impulsión.
6.6.1. Introducción.
6.6.2. Tuberías de aspiración.
6.6.1. Tuberías de impulsión.
6.7. Curvas de los sistemas de tuberías simples y punto de operación.
6.6.1. Introducción.
6.6.2. Casos posibles.
6.8. Ejemplos de cálculos con Excel, Mathcad o equivalente y EPANET.
TEMA 7. Mediciones de los fluidos.
7.1. Generalidades.
7.2. Instrumentos de medida.
7.3. Errores en las mediciones.
7.4. Ordenamiento y tratamiento de los datos de las mediciones.
7.5. Mediciones de niveles y calados.
7.6. Mediciones de velocidades.
7.7. Mediciones de caudal.
TEMA 8. Fundamentos de la Hidrología.
8.1. Introducción.
8.2. El ciclo hidrológico.
8.3. Definiciones básicas
• Precipitaciones. Tipos de precipitaciones. Medición de las precipitaciones.
• Interceptación.
• Infiltración. Almacenamiento subterráneo. Mediciones de la infiltración.
• Escurrimiento. Almacenamiento superficial.
• Evaporación y evapotranspiración. Mediciones.
• Cuenca hidrográfica: superficial y subterránea.
• Lluvia eficaz.
• Avenida. Hidrograma de una avenida. Hidrograma unitario.
8.4. Análisis estadístico de datos históricos de precipitación y caudal.
8.4.1. Introducción.
8.4.2. Estudios de lluvias.
• Toma de datos y registros de lluvias. Pluviómetros y pluviógrafos.
• Análisis de los datos de un pluviógrafo. Ejemplo.
• Precipitación media sobre una zona. a) Promedio aritmético. b) Método de Thiessen c) Método de las isoyetas.
• Probabilidad de un evento.
• Probabilidad de encuentro o riesgo de un evento.
• Curvas de intensidad, frecuencia y duración de las lluvias máximas.
• Hidrógrafo de una avenida lluvia (t) en un proyecto de una obra hidráulica.
8.5. Métodos de estimación de la escorrentía superficial.
8.5.1. Introducción.
• Hidrograma o hidrógrafo de una avenida.
• Coeficiente de escorrentía de una cuenca.
• Tiempo de concentración de un punto de una cuenca.
• Elección de los valores de: período de retorno, duración e intensidad de la lluvia de proyecto.
8.5.2. Método Racional.
8.5.3. Cálculos según la Norma 5.2 - IC drenaje superficial de la Instrucción de Carreteras (2016).
8.5.4. Metodología informatizada del Consejo Insular de Aguas de Tenerife (CIATF).
8.5.5. Ejemplos prácticos.
Prácticas de laboratorio:
- Práctica 1: Presión en líquidos
- Práctica 2: Flujo en tuberías a presión
- Práctica 3: Aire en tuberías
- Práctica 4: Bombas rotodinámicas
Tema 1. Propiedades de los fluidos.
1.1 Definición de fluido.
1.2 Densidad, volumen específico, peso específico y densidad relativa.
1.3. Viscosidad.
1.4. Presión.
1.5. Módulo elástico a la compresión.
1.6. Presión de vapor.
1.7. Tensión superficial.
Tema 2. Estática de fluidos.
2.1. Presión en un punto. Ecuaciones básicas de la Estática de los fluidos.
2.1.1 Introducción.
2.1.2 Variación vertical de la presión.
2.1.3. Comportamiento de la presión en planos horizontales. Superficies equipotenciales.
2.1.4. Superficie libre imaginaria.
2.1.5 Generalización a casos de fluidos en movimiento.
2.1.6 Presión dinámica.
2.1.7. Unidades de la presión.
2.2 Instrumentos para la medición de presiones.
2.3 Fuerzas debidas a la acción sobre superficies.
2.3.1 Introducción. Resumen breve de momentos y productos de inercia.
2.3.2. Fuerza sobre superficies planas.
2.3.3. Fuerza sobre superficies curvas.
2.3.4. Fuerza de flotación.
Tema 3. Análisis dimensional y similitud dinámica.
3.1. Magnitudes físicas, mediciones y unidades de medida.
3.2 Sistemas de Medidas y su clasificación.
3.3. Unidades fundamentales y derivadas.
3.4 Ecuaciones de dimensión.
3.5. Teorema de Rayleigh.
3.6. Teorema pi o de Buckingham.
3.7. Breve reseña teórica de la semejanza dinámica. Números adimensionales.
3.8. Ley de semejanza según el número de Froude.
3.9. Ley de semejanza según el número de Reynolds.
Tema 4. Ecuaciones básicas y conceptos de flujo de fluidos.
4.1. Generalidades.
4.2. Clasificación de los flujos.
4.3. Ecuación de continuidad en los flujos unidimensionales.
4.4. La energía y la carga mecánicas en los flujos unidimensionales. Sentido del flujo.
4.5. Pérdidas de carga mecánica en los flujos unidimensionales.
4.5.1. Generalidades.
4.5.2. Pérdidas de carga en tubo recto con flujo laminar.
4.5. 3. Pérdidas de carga en tubo recto con flujo turbulento.
4. 5. 3. 1. Introducción.
4. 5. 3. 2. Ecuación de Darcy-Weisbach.
4. 5. 3. 3. Otras ecuaciones.
4. 5.4. Pérdidas de carga locales. Longitudes equivalentes.
4.5. 5. Pérdidas de carga de flujo totales.
4.6. Obtención de la ecuación de Bernoulli.
4.7. Líneas o rasantes de energía (carga) y piezométrica.
4.8. Sistemas de tuberías a presión simples.
4.8.1. Introducción.
4.8.2. Variables y ecuaciones de los sistemas de tuberías a presión simples.
4. 9. Ecuaciones de la cantidad de movimiento lineal en los flujos unidimensionales.
Tema 5. Problemas prácticos de los sistemas de tuberías a presión simples.
5.1. Ubicación (cota de fondo) de los depósitos.
5.2. Trazado de la tubería en planta y perfil. Consideraciones sobre el “manejo” de las líneas de carga y piezométrica.
5.3. Material, clase, rugosidad y anclajes de las tuberías.
5.4. Válvulas requeridas para las operaciones del sistema.
5.4.1. Introducción.
5.4.2 Tipos y usos de las válvulas en los sistemas de tuberías.
5.4.3. Coeficientes de pérdidas de válvulas.
5.4.4. Las válvulas en EPANET.
5.4.5. Otros aspectos para la modelización de las válvulas en EPANET.
5.5. Admisión y salida del aire en las tuberías. Operaciones de vaciado, llenado y funcionamiento del sistema de tubería.
5.6. Configuración de un sistema de tubería simple.
5.7. Caudal que puede conducir una tubería por gravedad.
5.8. Caudal que puede conducir una tubería por bombeo.
5.9. Pérdidas de carga totales. O pérdidas de carga en un cierto tramo.
5.10. Restricciones de cálculo del diámetro de una tubería “llena” en conducciones por gravedad.
5.11. Restricciones de cálculo del diámetro de una tubería con impulsión por bombeo.
5.12. Procedimientos para los cálculos hidráulicos de los sistemas de tuberías a presión simples.
5.12.1. Tipos de procedimientos.
5.12.2. Aspectos generales de los cálculos con EPANET.
5.12.3. Aspectos específicos de los cálculos de sistemas de tubería simple con EPANET.
5.13. 4. Elección de la(s) bomba(s) o turbina(s).
5.14. Ejemplos de cálculos hidráulicos con Excel, Mathcad o equivalente y EPANET.
Tema 6. Aspectos hidráulicos de los equipos de bombeo.
6.1. Introducción.
6.2. Generalidades.
6.3. Tipos de bombas.
6.4. Velocidad específica y clasificación de las bombas rotodinámicas. 155
6.5. Curvas características de las bombas rotodinámicas.
6.6. Requerimientos y dimensionamiento de las tuberías de aspiración y de impulsión.
6.6.1. Introducción.
6.6.2. Tuberías de aspiración.
6.6.1. Tuberías de impulsión.
6.7. Curvas de los sistemas de tuberías simples y punto de operación.
6.6.1. Introducción.
6.6.2. Casos posibles.
6.8. Ejemplos de cálculos con Excel, Mathcad o equivalente y EPANET.
TEMA 7. Mediciones de los fluidos.
7.1. Generalidades.
7.2. Instrumentos de medida.
7.3. Errores en las mediciones.
7.4. Ordenamiento y tratamiento de los datos de las mediciones.
7.5. Mediciones de niveles y calados.
7.6. Mediciones de velocidades.
7.7. Mediciones de caudal.
TEMA 8. Fundamentos de la Hidrología.
8.1. Introducción.
8.2. El ciclo hidrológico.
8.3. Definiciones básicas
• Precipitaciones. Tipos de precipitaciones. Medición de las precipitaciones.
• Interceptación.
• Infiltración. Almacenamiento subterráneo. Mediciones de la infiltración.
• Escurrimiento. Almacenamiento superficial.
• Evaporación y evapotranspiración. Mediciones.
• Cuenca hidrográfica: superficial y subterránea.
• Lluvia eficaz.
• Avenida. Hidrograma de una avenida. Hidrograma unitario.
8.4. Análisis estadístico de datos históricos de precipitación y caudal.
8.4.1. Introducción.
8.4.2. Estudios de lluvias.
• Toma de datos y registros de lluvias. Pluviómetros y pluviógrafos.
• Análisis de los datos de un pluviógrafo. Ejemplo.
• Precipitación media sobre una zona. a) Promedio aritmético. b) Método de Thiessen c) Método de las isoyetas.
• Probabilidad de un evento.
• Probabilidad de encuentro o riesgo de un evento.
• Curvas de intensidad, frecuencia y duración de las lluvias máximas.
• Hidrógrafo de una avenida lluvia (t) en un proyecto de una obra hidráulica.
8.5. Métodos de estimación de la escorrentía superficial.
8.5.1. Introducción.
• Hidrograma o hidrógrafo de una avenida.
• Coeficiente de escorrentía de una cuenca.
• Tiempo de concentración de un punto de una cuenca.
• Elección de los valores de: período de retorno, duración e intensidad de la lluvia de proyecto.
8.5.2. Método Racional.
8.5.3. Cálculos según la Norma 5.2 - IC drenaje superficial de la Instrucción de Carreteras (2016).
8.5.4. Metodología informatizada del Consejo Insular de Aguas de Tenerife (CIATF).
8.5.5. Ejemplos prácticos.
Prácticas de laboratorio:
- Práctica 1: Presión en líquidos
- Práctica 2: Flujo en tuberías a presión
- Práctica 3: Aire en tuberías
- Práctica 4: Bombas rotodinámicas
Actividades a desarrollar en otro idioma
- Profesor: Juan E. González Fariñas
- Temas: En especial, en aspectos de los temas 4, 5, y 6, se hará uso del idioma Inglés como vehículo de comunicación oral y escrita.
- Temas: En especial, en aspectos de los temas 4, 5, y 6, se hará uso del idioma Inglés como vehículo de comunicación oral y escrita.
