Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología
Universidad Nacional de San Luis
FACULTAD DE ING. CS. EC. Y SOC.

ANEXO II

PROGRAMA DEL CURSO: Máquinas Hidráulicas

DEPARTAMENTO DE:   INGENIERIA
AREA: Mecánica AplicadaAÑO: 2000 (Id: 134)
Estado: En tramite de Aprobación

 

I - OFERTA ACADÉMICA

CARRERAS PARA LAS QUE SE OFRECE EL MISMO CURSO

PLAN DE ESTUDIOS
ORD. Nº

CRÉDITO HORARIO

   

SEM.

TOTAL

ninguno

II - EQUIPO DOCENTE

Funciones

Apellido y Nombre

Total hs en
este curso

Cargo y Dedic.

Carácter

Responsable

AGUILERA, OSCAR ENRIQUE90  hs.28Efectivo
ColaboradorSANJURJO, WALDO MANUEL90  hs.35Interino
Auxiliar de 1ºTORRES, ALDO HUGO 90  hs.37 Efectivo
Auxiliar de 1ºMERCURI, LUIS ROBERTO 90  hs.32 Interino

III - CARACTERÍSTICAS DEL CURSO

CREDITO HORARIO SEMANAL
MODALIDAD
REGIMEN

Teórico/

Práctico

Teóricas

Prácticas de

Aula

Práct. de lab/ camp/

Resid/ PIP, etc.

1c
6 Hs.
 Hs.
 Hs.
 Hs.
Asignatura
Otro: 
Duración: 15 semanas
Período del 13/03/00 al 23/06/00

IV.- FUNDAMENTACION

Se ha hecho un análisis minucioso del fenómeno de resistencia, partiendo de la paradoja de D\'Alembert, y siguiendo por la noción de viscosidad (fluido real), la capa límite (resistencia de superficie) y el desprendimiento de la capa límite (resistencia de forma). Es decir, se trata extensamente el problema de la resistencia por ser fundamental en la técnica industrial. Al llegar a las aplicaciones nos concentramos en el último campo de las aplicaciones industriales, dedicando un buen número de horas al estudio de las pérdidas de carga, sin excluir el método de Cross, como contribución a la formación de nuestros proyectistas de instalaciones.
La ecuación fundamental de la Hidrodinámica, o ecuación de BERNOULLI, y la ecuación fundamental de las turbomáquinas, o ecuación de EULER, se analizan detenidamente. Los conceptos de altura manométrica de un bomba y de altura neta de una turbina se investigan con esmero por sus fecundas aplicaciones en la resolución de problemas, y hasta en el fallo de pleitos entre el cliente y la casa constructora, exponiendo con claridad la importancia que tiene fijar dónde empieza y dónde termina la máquina, en el momento de asignar responsabilidades y puntualizar rendimientos según normas.
Otro ejemplo es el principio del desplazamiento positivo que al contraponerlo a la ecuación de EULER ilumina múltiples aspectos del comportamiento diverso de las máquinas hidráulicas que tanto influye en la selección, instalación y funcionamiento de las mismas. Citemos como último ejemplo de los muchos que podrían aducirse, el concepto del número específico de revoluciones que se ha procurado resaltar por ser, asimismo, fecundo en aplicaciones prácticas.
En la imposibilidad de estudiar todo con detenimiento se procurará siempre en cada tema desplegar el panorama de conjunto para enfocar luego el objetivo en la zona ó zonas de mayor interés. Así, la teoría de modelos se trata de una manera general, abriendo ante los ojos el interesante panorama de la experimentación con modelos reducidos en hidráulica para enfocar después, el objetivo sobre la experimentación de las máquinas hidráulicas con el estudio de las leyes de semejanza de uso tan frecuente en la práctica.
Utilizando un criterio de óptimo rendimiento se han evitado repeticiones, elaborando síntesis, como la teoría unificada de bombas y ventiladores, que presenta al ventilador como una simple bomba de gases incompresibles y reduce le estudio del ventilador a un corolario del correspondiente al de las bombas.


V.- OBJETIVOS

El conocimiento de las máquinas hidráulicas reviste especial interés en la formación del ingeniero dado el gran campo de aplicación en prácticamente todos los sectores de la industria. Los objetivos generales al final del curso son:

a) Conocer los principios de funcionamiento, la selección, y el diseño de las distintas turbo-máquinas empleadas en la transferencia de energía en las centrales hidroeléctricas.
b) Conocer las técnicas necesarias para la selección de los distintos tipos de bombas.
c) Conocer los lineamientos generales para el diseño de una instalación de aire comprimido.
d) Conocer los diferentes elementos que conforman una instalación de aire comprimido y las técnicas para su selección.
e) Conocer los principios de funcionamiento, la selección, y el diseño de los distintos transmisiones hidráulicas y los acoplamientos empleados en la industria.

 


VI. - CONTENIDOS

UNIDAD I

Turbomáquinas. Fórmula de Euler. Triángulos de velocidades. Trabajo. Cupla. Potencia de una turbomáquina. Turbomáquinas hidráulicas. Turbomáquina neumática.

UNIDAD II

Bombas rotodinámicas. Bombas radiales o centrífugas. Bombas axiales. Principio de funcionamiento según las Ecuaciones de las turbomáquinas. Cupla y potencia para accionar una bomba. Curvas de funcionamiento. Selección de una bomba. Bombas de alta presión. Bomba de paletas. Bomba de engranajes.

UNIDAD III

Turbocompresores. Compresores sin compresión. Compresor Root. Compresor de paleta. Compresor de Tornillo. Cupla y potencia necesarias para su funcionamiento. Compresor axial. Compresor radial. Curvas de Funcionamiento. Cupla y potencia necesarias para su funcionamiento. Selección de turbocompresores.

UNIDAD IV

Instalaciones de aire comprimido. Máquinas neumáticas. Tuberías. Cálculo de la caída de presión. Accesorios de las tuberías. Depósitos de aire. Cálculo. Tratamiento del aire. Compresores. Selección. Potencia necesaria para accionar un compresor.

UNIDAD V

Ventiladores. Sopladores de aire. Ventilador axial. Estudio. Triangulos de velocidades. Soplador radial. Clasificación según la presión desarrollada. Selección del ventilador. Instalación.

UNIDAD VI

Turbinas hidráulicas. Clasificación según el grado de reacción. Clasificación según el número específico de Revoluciones. Turbina de acción Pelton. Turbina de reacción Francis. Hélice Kaplan. Altura neta. Selección según el número específico de revoluciones. Rendimientos.

UNIDAD VII

Trasnmisiones hidráulicas y acoplamientos. Descripción de los acoplamientos hidráulicos. Convertidores de cupla. Transmisiones hidráulicas. Controles hidráulicos. Principio de Pascal. Evolución del principio de Pascal. Comparación con transmisiones eléctricas.

UNIDAD VIII

Máquinas hidráulicas de desplazamiento positivo. Bombas de émbolo. Comparación con bombas rotativas. Caudal teórico y real. Potencia útil e indicada. Diversos tipos de bomba de émbolo.


VII. - PLAN DE TRABAJOS PRÁCTICOS

TRABAJO PRÁCTICO No 1
Turbomáquinas. Cálculo de velocidades. Determinación de potencia. Trazado de triángulos de velocidades. Trazado de curvas de velocidad, presión y volúmenes específicos.

TRABAJO PRÁCTICO No 2
Bombas. Cálculo de la instalación. Determinación de pérdidas. Selección. Potencia necesaria para su accionamiento.

TRABAJO PRÁCTICO No 3
Turbocompresores. Cálculo de la instalación. Selección según curvas del fabricante. Instalación del compresor.

TRABAJO PRÁCTICO No 4
Cálculo de una instalación de aire comprimido según un plan producción establecido con el uso de máquinas neumáticas. Selección del compresor. Selección del depósito de aire. Cálculo de tuberías, secadores de aire, reguladores de presión y mangueras.

TRABAJO PRÁCTICO No 5
Ventiladores. Selección. Selección e instalación de un ventilador para una torre de enfriamiento.

TRABAJO PRÁCTICO No 6
Turbinas hidráulicas. Selección de una o varias turbinas para una instalación. Determinación del número de turbinas y sus potencias para la instalación más económica y para la más eficiente. Comparaciones. Conclusiones.

TRABAJO PRÁCTICO No 7
Cálculo de un convertidor de cupla para una potencia dada. Cálculo de una instalación hidráulica de alta presión.
Determinación de componentes y controles. Cálculo de caída de presión y tiempo de respuesta.

TRABAJO PRÁCTICO No 8
Bombas hidráulicas. Calculo de instalación. Caudal real. Presión del sistema.


VIII - RÉGIMEN DE APROBACIÓN

REGULARIZACIÓN DE LA ASIGNATURA

Para lograr la condición de alumno regular en la asignatura MÁQUINAS HIDRÁULICAS, deberán cumplir los siguientes requisitos:

a) Tener una asistencia a las clases de Trabajos Prácticos de un 80 % de las clases dadas.
b) Tener una asistencia a las clases prácticas en donde se realicen mediciones de laboratorio del 100 %.
c) Haber aprobado todos los trabajos prácticos, a cuyo efecto los alumnos deberán presentar la carpeta con los ejercicios, informes, monografías completas y responder las preguntas que eventualmente se le realicen sobre el tema. La carpeta de trabajos prácticos deberá ser presentada cada vez que la asignatura lo requiera y deberá ser aprobada 48 horas antes de la entrega de la planilla de alumnos regulares.
d) Haber aprobado los exámenes parciales que se tomen durante el cuatrimestre.
e) El alumno que no cumpla con los puntos a), b), c) y d) será considerado como alumno libre.

APROBACION DE LA ASIGNATURA

a) El examen final se rendirá por el último programa en vigencia al día del examen.
b) La aprobación de la asignatura se realizará mediante un examen oral individual, donde se utilizará la siguiente modalidad:

- Programa analítico con extracción de dos bolillas y evaluación del tribunal; el alumno deberá desarrollar una de las bolillas a su elección, posteriormente y si el tribunal considera satisfactorio el primer desarrollo, podrá desarrollar la segunda bolilla.

- Si por alguna razón, el tribunal lo considera necesario, podrá efectuar preguntas de relación o integración con las unidades restantes.

c) Los alumnos que se presenten en condición de libres, rendirán según Ordenanza C.D. 001-91 del 03/07/91:

- El alumno que se presente a rendir en condición de libre, deberá aprobar, previo al examen oral (correspondiente a un alumno regular), una evaluación de carácter práctico, y de modalidad escrita. Este examen escrito se considerará aprobado cuando se responda satisfactoriamente a un 70 % de lo solicitado. La aprobación de esta evaluación práctica sólo tendrá validez para el examen teórico final del turno de exámenes en el cual el alumno se inscribió.

- Para presentarse a rendir el examen final, el alumno libre deberá aprobar previamente un examen de Trabajos Prácticos que será tomado por el equipo de cátedra dentro de los nueve días anteriores a la fecha del examen. Para presentarse a realizar los Trabajos Prácticos, el alumno libre deberá acreditar todas las correlatividades en el plan de estudios para rendir la asignatura.



IX.a - BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

1- MATAIX, CLAUDIO: \"Turbomáquinas térmicas\". Editorial DOSSAT.
2- MATAIX, CLAUDIO: \"Turbomáquinas hidráulicas\". Editorial DOSSAT.
3- MATAIX, CLAUDIO: \"Mecánica de los fluídos y máquinas hidráulicas\". Editorial DOSSAT.
4- QUANZ: \"Máquinas hidráulicas\". Editorial G. GILLI.
5- CARNICER ROYO E.: \"Aire comprimido. Teoría y cálculo de instalaciones\". Editorial G. GILLI.
6- FACORRO RUIZ L.A.: \"Hidráulica y máquinas hidráulicas\". Ediciones MELIOR.
7- CHAMBADAL: \"Compresores\". Editorial LABOR.



IX b - BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

1- POKORNY: \"Manual de técnicas del aire comprimido\". Editorial BLUME.
2- NINCI, MARIO: “Teoría de los Motores Térmicos”. Editorial TEUCO. Córdoba, Argentina.
3- CRANE: \"Flujo de fluidos\". Editorial Mc GRAW HILL.
4- GREENE, RICHARD: \"Válvulas\". Editorial Mc GRAW HILL.
5- THOMA, J.: \"Transmisiones hidrostáticas\". Editorial G. GILLI.
6- SPERCH, H. Y BUCCIARELLI, A.: \"Oleodinámica\". Editorial G. GILLI.
7- REYES AGUIRRE, MIGUEL: \"Máquinas Hidráulicas\". Editorial REPRESENTACIONES Y SERVICIOS.
8- EGEA GIL, PEDRO: \"Mecanismos Hidráulicos\". Editorial G. GILLI.



COMPLEMENTO DE DIVULGACION


OBJETIVOS DEL CURSO

El conocimiento de las máquinas hidráulicas reviste especial interés en la formación del ingeniero dado el gran campo de aplicación en prácticamente todos los sectores de la industria. Los objetivos generales al final del curso son:

a) Conocer los principios de funcionamiento, la selección, y el diseño de las distintas turbo-máquinas empleadas en la transferencia de energía en las centrales hidroeléctricas.
b) Conocer las técnicas necesarias para la selección de los distintos tipos de bombas.
c) Conocer los lineamientos generales para el diseño de una instalación de aire comprimido.
d) Conocer los diferentes elementos que conforman una instalación de aire comprimido y las técnicas para su selección.
e) Conocer los principios de funcionamiento, la selección, y el diseño de los distintos transmisiones hidráulicas y los acoplamientos empleados en la industria.

 

 

PROGRAMA SINTETICO

UNIDAD I

Turbomáquinas. Fórmula de Euler. Triángulos de velocidades. Trabajo. Cupla. Potencia de una turbomáquina. Turbomáquinas hidráulicas. Turbomáquina neumática.

UNIDAD II

Bombas rotodinámicas. Bombas radiales o centrífugas. Bombas axiales. Principio de funcionamiento según las Ecuaciones de las turbomáquinas. Cupla y potencia para accionar una bomba. Curvas de funcionamiento. Selección de una bomba. Bombas de alta presión. Bomba de paletas. Bomba de engranajes.

UNIDAD III

Turbocompresores. Compresores sin compresión. Compresor Root. Compresor de paleta. Compresor de Tornillo. Cupla y potencia necesarias para su funcionamiento. Compresor axial. Compresor radial. Curvas de Funcionamiento. Cupla y potencia necesarias para su funcionamiento. Selección de turbocompresores.

UNIDAD IV

Instalaciones de aire comprimido. Máquinas neumáticas. Tuberías. Cálculo de la caída de presión. Accesorios de las tuberías. Depósitos de aire. Cálculo. Tratamiento del aire. Compresores. Selección. Potencia necesaria para accionar un compresor.

UNIDAD V

Ventiladores. Sopladores de aire. Ventilador axial. Estudio. Triangulos de velocidades. Soplador radial. Clasificación según la presión desarrollada. Selección del ventilador. Instalación.

UNIDAD VI

Turbinas hidráulicas. Clasificación según el grado de reacción. Clasificación según el número específico de Revoluciones. Turbina de acción Pelton. Turbina de reacción Francis. Hélice Kaplan. Altura neta. Selección según el número específico de revoluciones. Rendimientos.

UNIDAD VII

Trasnmisiones hidráulicas y acoplamientos. Descripción de los acoplamientos hidráulicos. Convertidores de cupla. Transmisiones hidráulicas. Controles hidráulicos. Principio de Pascal. Evolución del principio de Pascal. Comparación con transmisiones eléctricas.

UNIDAD VIII

Máquinas hidráulicas de desplazamiento positivo. Bombas de émbolo. Comparación con bombas rotativas. Caudal teórico y real. Potencia útil e indicada. Diversos tipos de bomba de émbolo.

 


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