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: Mecanica Aplicada (FICES)AÑO: 2004 (Id: 3350)
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

INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA007/03690

II - EQUIPO DOCENTE

Funciones

Apellido y Nombre

Total hs en
este curso

Cargo y Dedic.

Carácter

Responsable

SANJURJO, WALDO MANUEL6  hs.PROFESOR ADJUNTO SEMI.Efectivo
Jefe Trab. Prác.MERCURI, LUIS ROBERTO10  hs.JEFE DE TRABAJOS PRAC. EXC.Efectivo
Jefe Trab. Prác.TORRES, ALDO HUGO4  hs.JEFE DE TRABAJOS PRAC. SEMI.Efectivo

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 22/03/04 al 02/07/03

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

Aire comprimido. Aire libre. Regulación de los compresores. Sala de compresores. Depósitos de aire. Cálculo psicrometricos en una instalación de aire comprimido. Secado del aire comprimido. Tratamiento del aire a la salida del compresor, en las redes de distribución, y en los puntos de utilización, tipos de secadores, separadores, reguladores, lubricadores , filtros, y purgadores su selección, características . Instalaciones de aire comprimido, perdidas de presión. Cuantificación económica de las perdidas. Perdidas por fugas. Supervisión y mantenimiento. Estudio de una planta de aire comprimido, determinación de la capacidad y cantidad de compresores, su selección. Redes de distribución de aire comprimido, tipos de circuitos. Tuberías, perdidas de presión admisible, cálculo de perdidas de carga, método grafico y analítico. Perdidas de presión en accesorios. Medidores de caudal de aire comprimido, válvulas de paso, enchufes rápidos, mangueras.

UNIDAD II

Turbomáquinas hidráulicas, generalidades. Definición de maquina hidráulica. Clasificación general de las Turbomáquinas. Ecuación fundamental de la turbomáquinas o ecuación de Euler. Triángulos de velocidades. Trabajo. Cupla. Potencia de una turbomáquina. Grado de reacción.

UNIDAD III

Bombas rotodinámicas. Definición y clasificación de las bombas. Clasificación de las bombas rotodinámicas. Elementos constitutivos. Tipos constructivos. El rodete, clasificación de las bombas por el numero especifico de revoluciones. El sistema difusor. Cebado de la bomba. Instalación de una bomba. Altura útil o efectiva de una bomba. Perdidas de potencias y rendimientos. Cavitación y golpe de ariete de una bomba. Cupla y potencia para accionar una bomba. Curvas de funcionamiento. Selección de una bomba. Leyes de semejanza de las bombas hidráulicas. Ensayo de una bomba. Operación de bombas en serie o en paralelo. Estaciones de bombeo. Estaciones de captación de liquidos. Almacenamiento de agua superficiales y elevados.

UNIDAD IV

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

UNIDAD V

Turbinas hidráulicas. Clasificación según el grado de reacción. Leyes de semejanza. Numero especifico. 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. Regulación.

UNIDAD VI

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

UNIDAD VII

Transmisiones hidráulicas y acoplamientos. Descripción de los acoplamientos hidráulicos. Clasificación de los cilindros, Generadores de par. Bombas y motores hidráulicos. Clasificación y aplicación de las bombas y motores oleodinámicos. Válvulas, distintos tipos y aplicaciones. Acumuladores hidráulicos, funciones y cálculos. El problema de calentamiento. Simbología. Circuitos oleodinámicos. Convertidores de cupla. Transmisiones hidráulicas. Comparación con transmisiones eléctricas.

UNIDAD VIII

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 IX

Materiales usados en la conducción de líquidos, tubos y piezas especiales, distintos tipos, campo de utilización, características de los materiales. Ensayo de tuberías, vida útil normas. Métodos de instalación, tipo de uniones. Excavación , relleno, colocación de la tubería o anclajes. Prueba de estanqueidad, hidráulica o por aire. Equipos para el montaje Accesorios, válvulas reguladoras de presión, de caudal, de aire, criterios de selección.


VII. - PLAN DE TRABAJOS PRÁCTICOS

TRABAJO PRÁCTICO No 1
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 2
Turbomáquinas. Cálculo de velocidades. Determinación de potencia. Trazado de triángulos de velocidades. Trazado de curvas de velocidad, presión y volúmenes específicos.

TRABAJO PRÁCTICO No 3
Bombas. Cálculo de la instalación. Determinación de pérdidas. Selección. Potencia necesaria para su accionamiento.

TRABAJO PRÁCTICO No 4
Ventiladores. Selección. Selección e instalación de un ventilador para una torre de enfriamiento.

TRABAJO PRÁCTICO No 5
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 6
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 7
Turbocompresores. Cálculo de la instalación. Selección según curvas del fabricante. Instalación del compresor.


VIII - RÉGIMEN DE APROBACIÓN

REGULARIZACIÓN DE LA ASIGNATURA

Para lograr la condición de alumno regular en la asignatura MÁQUINAS HIDRÁULICAS, los alumnos deberán cumplir con los requisitos exigidos por la Ordenanza C.D. 017/01 del 28/11/2001:

a) Tener una asistencia del 70 % de las clases teóricas.
b) Tener una asistencia del 80 % a los trabajos prácticos.
c) Haber aprobado el 100 % de 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 100 % de las evaluaciones parciales (*) y sus correspondientes recuperaciones que se tomen durante el cuatrimestre con un mínimo del 70 % del puntaje ideal.
e) El alumno que no cumpla con los puntos a), b), c) y d) será considerado como alumno libre.

(*) Durante el cursado de la asignatura MÁQUINAS HIDRÁULICAS se tomarán 2 (dos) parciales; las fechas tentivas para el primer parcial: 12 o 14 de Mayo de 2004 y para el segundo: 30 de Junio 0 02 de Julio de 2003.

APROBACION DE LA ASIGNATURA

La aprobación de la asignatura MÁQUINAS HIDRÁULICAS se encuandra en lo normado por la Ordenanza C.D. 017/2001 del 28/11/2001 para el regimen de promoción CON EXAMEN FINAL:

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. 017-2001 del 28/11/01:

- 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

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 II

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

UNIDAD III

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 IV

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

UNIDAD V

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.Regulación.

UNIDAD VI

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.

UNIDAD VII

Transmisiones hidráulicas y acoplamientos. Descripción de los acoplamientos hidráulicos. Clasificación de los cilindros, Generadores de par. Bombas y motores hidráulicos. Clasificación y aplicación de las bombas y motores oleodinámicos. Válvulas, distintos tipos y aplicaciones. Acumuladores hidráulicos, funciones y cálculos. El problema de calentamiento. Simbología. Circuitos oleodinámicos. Convertidores de cupla. Transmisiones hidráulicas. Comparación con transmisiones eléctricas.

UNIDAD VIII

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.

 


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