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Academic Year/course: 2021/22

424 - Bachelor's Degree in Mechatronic Engineering

28829 - Fluid Mechanics


Syllabus Information

Academic Year:
2021/22
Subject:
28829 - Fluid Mechanics
Faculty / School:
175 - Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia
Degree:
424 - Bachelor's Degree in Mechatronic Engineering
ECTS:
6.0
Year:
3
Semester:
Second semester
Subject Type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

1.1. Aims of the course

The subject studies the behavior of fluids through theirs path and hydraulic machines.
In the course, students will apply theories of fluids mechanical machine systems in a wide variety of
industrial sectors with special attention to turbomachines and their principles of operation.

1.2. Context and importance of this course in the degree

The subject "Fluid Mechanics: Systems and Machines" focuses on the calculation and design of
fluid installations and facilities with special focus on pumps and turbines. The selection of the optimum machine type in the design of an installation involves the appropriate
calculation based on the fluid / machine interaction characteristics and the industrial environment in which the object of study is framed.

 

1.3. Recommendations to take this course

The subject "Fluid Mechanics: Systems and Machines" has not had mandatory prerequisites, but students of the Degree in Mechatronics are advised to have passed the previous subject of Fluid Engineering.

2. Learning goals

2.1. Competences

The student will acquire the following generic and specific competences:

  • GI03: Knowledge of basic and technological materials that will enable our students to learn new methods and theories which will provide them with sufficient versatility to face new situations.
  • GI04: The capacity to solve problems with initiative, take decisions, show creativity, foster critical reasoning and the ability to communicate and transmit knowledge, abilities and skills in the field of Industrial Engineering.
  • GC02: The ability to interpret experimental data, contrasting this data with theoretical data and so draw conclusions.
  • GC03: The ability to use abstract thinking and logical reasoning.
  • GC04: The ability to learn in a continuous, self-taught and autonomous way.
  • GC05: The ability to assess options.
  • GC08: The ability to pinpoint technical information as well as being able to understand and value it.
  • GC10: The ability to put together technical documents and be able to present them with the help of adequate computer tools.
  • GC14: The ability to understand not only the functioning but also be able to develop the maintenance of mechanical, electric and electronic machines and installations.
  • GC15: The ability to analyse and apply simplified models to technological equipment and applications which enable the students to forecast how they may behave.
  • GC17: The ability to correctly interpret plans and technical documents.
  • EMO3: Apply knowledge of the fundamentals of fluid mechanic systems and machines.

2.2. Learning goals

  • Recognise fluid and thermal applications in mechanical systems.
  • Carry out and interpret plans and diagrams in relation to the regulations and appropriate symbiology.
  • Understand the functioning and application of fluid machines.
  • The student is able to measure a fluid machine which has been subject to general technical specifications.
  • The student is able to measure a fluids installation.
  • Resolve those technical aspects linked to the design of fluid mechanics machines and their application to industry.
  • Identify and know the functionality of those elements which are part of hydraulic circuits, as well as their normalised representations.
  • Apply laws relative to fluids in movement in hydraulic systems.
  • The student is able, taking into account the knowledge of the need of the mechanical work that needs to be carried out, to design a hydraulic circuit which will fulfil that specific need, both intuitively and systematically.

2.3. Importance of learning goals

This subject has a marked engineering character, that is to say, it offers a training made up of contents which can be immediately applied and developed in the workplace and in the professional field. Knowledge pertaining to the general laws of fluids in movement, and those technical aspects linked to the systems and applications of hydraulic machines are of enormous importance in numerous industrial environments.

3. Assessment (1st and 2nd call)

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

The student must show that he/she has achieved the learning results expected by means of:

—Laboratory practice: In each of the practice sessions the results obtained and the process followed will be taken into account. Once the practice sessions have been carried out, the student will hand in a report dealing with them. This activity will be marked out of 10 and the student must achieve a minimum mark of 4 in order to be able to have an average mark. This activity will be done on an individual basis.

Written exams and proposed project work. The written exam may include theoretical questions, problem solving and theoretical-practical questions. The proposed projects may substitute the exam of one part of the subject in the continuous assessment method. These activities will be marked out of 10 and the student must achieve a minimum mark of 4 in each one in order to be able to have an average mark.

Assessment Activity

Weighted Mark

Laboratory practice

20%

Written exams and proposed Project work

80%

In order to be able to access the Continuos Assessment System an 80% minimum attendance in class will be required (practice sessions, technical visits, classes, etc.)

 

Global Assessment Test.

Final Assessment Global Test.

The student must choose this option, when owing to the student’s personal situation he/she is unable to adapt to the rhythm of work demanded by the continuous evaluation system or has previously failed or wishes to increase his/her mark having already taken part in the above mentioned kind of assessment.

Just as in the continuous assessment system, the final assessment global test must aim at checking if the learning results have been achieved, in addition to contributing to the acquisition of diverse competences which must be carried out my means of even more objective methods.

The final assessment global test will consist of the following group of assessable activities:

—Laboratory practice: In each of the practice sessions the results obtained and the process followed will be taken into account. Once the practice sessions have been carried out, the student will hand in a report dealing with them. This activity will be marked out of 10 and the student must achieve a minimum mark of 4 in order to be able to have an average mark. This activity will be done individually.

Written exams and proposed project work. The written exam may include theoretical questions, problem solving and theoretical-practical questions. The proposed projects may substitute the exam of one part of the subject in the continuous assessment method. These activities will be marked out of 10 and the student must achieve a minimum mark of 4 in each one in order to be able to have an average mark.

Assessment Activity

Weighted Mark

Laboratory practice

10%

Written exams and proposed Project work

90%

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The methodology followed in this course is oriented towards the achievement of the learning objectives. A wide range of teaching and learning tasks are implemented, such as:

1 Lectures: The theoretical concepts of the subject are explained and illustrative examples are developed as a support to the theory when necessary,  focus on the calculation of installation, the characteristic curves of pumps/fans/ turbines and the calculation and development of industrial applications based on Hydraulic systems.

2. Laboratory Workshop. These classes are highly recommended for a better understanding of the concepts because those items whose calculation is done in theory classes are shown in working mode.

3. Tutorials related to any concept of the subject. This activity is developed in a face-to-face mode with a defined schedule or through the messaging and forum of the virtual classroom Moodle.

If classroom teaching were not posssible due to health reasons, it would be carried out on-line

 

4.2. Learning tasks

The course includes the following learning tasks:

  • Lectures. it will take 4 hours per week till the 40 hours, necessary to accomplish the objectives of the subject study, will be reached.
  • Laboratory Workshop. it will take 10 sessions of 2 hours duration. The group is divided up into various groups, according to the laboratory capacity.
  • Study and personal work. This non-face-to-face part is valued in about 90 hours, necessary for the study of theory, problem solving and revision of documents.
  • Individual tutorials. Each teacher will publish a schedule of attention to the students throughout the four-month period.

4.3. Syllabus

The course will address the following topics:

  • Topic 1. Fluid machines Classification, Euler equation, Momentum theorem, Triangle speeds, Classification of hydraulic pumps.
  • Topic 2. Rotodynamic pumps, Similarity relations, The impeller, Yield and Power, Characteristic curves, Applications in industrial systems. 
  • Topic 3. Fans and hydraulic turbines, Definition and classification. Action and Reaction turbines, Net height. Losses, yield and power, Applications in industrial systems.
  • Topic 4. Study Pneumatic-hydraulic components, Design techniques of hydraulic circuits, Calculation of the installation and its elements, Transmissions and hydraulic controls, Interpretation of phase diagrams in the study sequences, Control schemes, automatic wiring, Applications in the design, optimization and maintenance of circuits.
  • Topic 5. Final project on the practical application.

4.4. Course planning and calendar

The theory classes and problems are given in the timetable established by the faculty, as well as the hours assigned to the practices.
The presentation of the works will be done on the last day of class of the subject.

 

4.5. Bibliography and recommended resources

http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=28829


Curso Académico: 2021/22

424 - Graduado en Ingeniería Mecatrónica

28829 - Sistemas y máquinas fluidomecánicas


Información del Plan Docente

Año académico:
2021/22
Asignatura:
28829 - Sistemas y máquinas fluidomecánicas
Centro académico:
175 - Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia
Titulación:
424 - Graduado en Ingeniería Mecatrónica
Créditos:
6.0
Curso:
3
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura estudia el comportamiento de los fluidos a lo largo de sus líneas de transporte y los elementos móviles que intervienen en la instalación para conocer y aplicar las teorías necesarias al dimensionar sistemas de máquinas fluidomecánicas presentes en una amplia variedad de sectores industriales, prestando especial atención a las turbomáquinas, su principio de funcionamiento y las tarea que realiza cada componente presente en dichas máquinas.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura Sistemas y Máquinas Fluidomecánicas se centra en el cálculo y diseño de instalaciones de fluidos y sus elementos activos: bombas y turbinas.

La selección del tipo de máquina óptima en el diseño de una instalación implica el cálculo apropiado en base a las características de interacción fluido/máquina y al entorno industrial en la que se enmarca el objeto de estudio.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

La asignatura Sistemas y Máquinas Fluidomecánicas, no tiene requisitos previos obligatorios, pero se aconseja a los alumnos del Grado en Mecatrónica de haber aprobado, o por lo menos cursado, la asignatura Ingeniería de Fluidos.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Como competencias genéricas y especificas el alumno adquirirá:

GI03: Conocimientos en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.

GI04: Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial

GC02: Interpretar datos experimentales, contrastarlos con los teóricos y extraer conclusiones.

GC03: Capacidad para la abstracción y el razonamiento lógico.

GC04: Capacidad para aprender de forma continuada, auto-dirigida y autónoma.

GC05: Capacidad para evaluar alternativas.

GC08: Capacidad para localizar información técnica, así como su comprensión y valoración.

GC10: Capacidad para redactar documentación técnica y para presentarla con ayuda de herramientas informáticas adecuadas.

GC14: Capacidad para comprender el funcionamiento y desarrollar el mantenimiento de equipos e instalaciones mecánicas, eléctricas y electrónicas.

GC15: Capacidad para analizar y aplicar modelos simplificados a los equipos y aplicaciones tecnológicas que permitan hacer previsiones sobre su comportamiento.

GC17: Capacidad para la interpretación correcta de planos y documentación técnica.

EM03: Conocimiento aplicado de los fundamentos de los sistemas y maquinas fluidomecánicas.

2.2. Resultados de aprendizaje

1. Reconocer aplicaciones de fluidos y térmicas en sistemas mecánicos.

2. Realización e interpretación de planos y esquemas en función de la normativa y simbología apropiada.

3. Comprende el funcionamiento y aplicaciones de las máquinas de fluidos.

4. Es capaz de dimensionar una máquina de fluidos sometida a unas especificaciones técnicas generales.

5. Tiene capacidad para dimensionar una instalación de fluidos.

6. Resolver los aspectos técnicos vinculados al diseño de máquinas fluidomecánicas y aplicaciones en la industria.

7. Identifica y conoce la funcionalidad de los elementos que forman parte de los circuitos hidráulicos, así como sus representaciones normalizadas.

8. Aplicar las leyes relativas a los fluidos en movimiento en sistemas hidráulicos. 

9. Es capaz, partiendo del conocimiento de la necesidad del trabajo mecánico que se desea realizar, de diseñar un circuito hidráulico que lo lleve a cabo, tanto de forma intuitiva como sistemática.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

Esta asignatura tiene un marcado carácter ingenieril, ofrece una formación con contenidos de aplicación y desarrollo inmediato en el mercado laboral y profesional. Los conocimientos de las leyes generales de los fluidos en movimiento y de los aspectos técnicos vinculados a los sistemas y aplicación de máquinas hidráulicas son clave en numerosos entornos industriales.

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

Evaluación continua.

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante: 

—Prácticas de laboratorio: En cada una de las prácticas se valorarán los resultados obtenidos y el proceso seguido. Una vez realizadas las prácticas se entrega una memoria de las mismas. Esta actividad se valora de 0 a 10 puntos y se debe alcanzar una puntuación mínima de 4 puntos para promediar. Esta actividad se realizará de forma individual.

—Pruebas de evaluación escritas y trabajos propuestos: La prueba de evaluación podrá constar de cuestiones teóricas, problemas a resolver y cuestiones teórico-prácticas. Los trabajos propuestos podrán sustituir al examen de una parte de la asignatura en el método de evaluación continua. Estas actividades se valorarán de 0 a 10 puntos y se debe alcanzar una puntuación mínima de 4 puntos en cada una de ellas para promediar.

Actividad de evaluación

Ponderación

Prácticas de laboratorio

20%

Pruebas evaluatorias escritas y trabajos propuestos

80%

Para optar al sistema de Evaluación Continua se deberá asistir al menos al 80% de las clases presenciales (prácticas, visitas técnicas, clases, etc.)

Prueba global de evaluación.

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante: 

—Prácticas de laboratorio: En cada una de las prácticas se valorarán los resultados obtenidos y el proceso seguido. Una vez realizadas las prácticas se entrega una memoria de las mismas. Esta actividad se valora de 0 a 10 puntos y se debe alcanzar una puntuación mínima de 4 puntos para promediar. Esta actividad se realizará de forma individual.

—Pruebas de evaluación escritas y trabajos propuestos: La prueba de evaluación podrá constar de cuestiones teóricas, problemas a resolver y cuestiones teórico-prácticas. Los trabajos propuestos podrán sustituir al examen de una parte de la asignatura en el método de evaluación continua. Estas actividades se valorarán de 0 a 10 puntos y se debe alcanzar una puntuación mínima de 4 puntos en cada una de ellas para promediar.

Actividad de evaluación

Ponderación

Prácticas de laboratorio

10%

Pruebas evaluatorias escritas y trabajos propuestos

90%

 

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

1. Clases magistrales, impartidas al grupo completo, en las que el profesor explicará la teoría de la asignatura y resolverá problemas relevantes para el cálculo de instalaciones y la determinación de las características de bombas/ventiladores/turbinas y el cálculo y desarrollo de aplicaciones industriales basadas en sistemas hidráulicos.

2. Prácticas de laboratorio. Estas prácticas son altísimamente recomendables para una mejor comprensión de la asignatura porque se ven en funcionamiento real elementos cuyo cálculo se realiza en clase magistral.

3. Tutorías relacionadas con cualquier tema de la asignatura de forma presencial en el horario establecido o a través de la mensajería y foro del aula virtual Moodle.

Si esta docencia no pudiera realizarse de forma presencial por causas sanitarias, se realizaría de forma telemática.

4.2. Actividades de aprendizaje

Clases magistrales. Se desarrollarán a razón de cuatro horas semanales, hasta completar las 40 horas necesarias para cubrir el temario.

Prácticas de laboratorio. Se realizarán diez sesiones a razón de dos horas por sesión con subgrupos adaptados a la capacidad del laboratorio.

Estudio y trabajo personal. Esta parte no presencial se valora en unas 90 horas, necesarias para el estudio de teoría, resolución de problemas y revisión de guiones.

Tutorías. Cada profesor publicará un horario de atención a los estudiantes a lo largo del cuatrimestre.

4.3. Programa

Tema 1. Máquinas Fluidomecánicas. Clasificación, primera forma y generalización de la Ecuación de Euler. Teorema del impulso. Triangulo de velocidades. Segunda forma de la ecuación de Euler. Bombas hidráulicas y elevación de líquidos. Clasificación de las bombas hidráulicas.

Tema 2. Bombas rotodinámicas. Elementos constitutivos y relaciones de semejanza. El rodete. Rendimientos y potencias. Curvas características. Aplicaciones en sistemas industriales.

Tema 3. Ventiladores y Turbinas. Definición y clasificación. Turbinas de acción y turbinas de reacción. Altura neta. Pérdidas, rendimientos y potencias. Aplicaciones en sistemas industriales.

Tema4. Estudio de componentes hidráulicos. Técnicas de diseño de circuitos hidráulicos. Cálculo completo de la instalación y sus elementos. Transmisiones y controles hidráulicos. Interpretación de diagramas de fases en el estudio de secuencias. Esquemas de mando mediante automatismo cableado. Aplicaciones en el diseño, optimización y mantenimiento de circuitos.

Tema5. Proyecto final sobre aplicación práctica.

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Las clases magistrales de teoría y problemas se imparten en el horario establecido por el centro, así como las horas asignadas a las prácticas.

La presentación de los trabajos se realizará el último día de clase de la asignatura.

Las fechas y horario de impartición de clases se encontrarán en la página web de EUPLA http://www.eupla.unizar.es/

Además, los alumnos dispondrán, al principio del curso, de las fechas y lugares de los exámenes necesarios para superar esta materia.

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=28829