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Academic Year/course: 2021/22

434 - Bachelor's Degree in Mechanical Engineering

29729 - Fluid Machines and Installations

Syllabus Information

Academic Year:
29729 - Fluid Machines and Installations
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
434 - Bachelor's Degree in Mechanical Engineering
First semester
Subject Type:

1. General information

1.1. Aims of the course

The subject and its expected results meet the following approaches and objectives:

The Hydraulic Machinery and Systems subject focuses on the calculation and design of fluid systems and its active elements: pumps and turbines.

The hydraulic design of a fluid machine consists in determining the best shape it must have to provide to / receive from the fluid the specified power. To this end the influence of the internal geometry of the machine in the fluid energy / machine interaction is described in a simplified one-dimensional theory.

The calculation of facilities requires the use of optimization with respect to specified criteria for the design of an energy-efficient installation. The optimization process will focus on pumping facilities that are the most common in industrial engineering practice.

These approaches and objectives are aligned with the following Sustainable Development Goals (SDGs) of the United Nations 2030 Agenda (, in such a way that the results of learning this subject provides training and competence to contribute to some extent to their achievement:

Goal 2: Zero Hunger.

  • Target 2.3 By 2030, double the agricultural productivity and incomes of small-scale food producers, in particular women, indigenous peoples, family farmers, pastoralists and fishers, including through secure and equal access to land, other productive resources and inputs, knowledge, financial services, markets and opportunities for value addition and non-farm employment.

Goal 6: Ensure access to water and sanitation for all.

  • Target 6.4 By 2030, substantially increase water-use efficiency across all sectors and ensure sustainable withdrawals and supply of freshwater to address water scarcity and substantially reduce the number of people suffering from water scarcity.

Goal 11: Make cities inclusive, safe, resilient and sustainable

  • Target 11.1 By 2030, ensure access for all to adequate, safe and affordable housing and basic services and upgrade slums.
  • Target 11.6 By 2030, reduce the adverse per capita environmental impact of cities, including by paying special attention to air quality and municipal and other waste management

1.2. Context and importance of this course in the degree

The subject of “Hydraulic Machinery and Systems” is an integral part of the group of compulsory subjects within the industrial branch. It is a subject of 6 credits ETCS taught in the second semester of the second year. It is a constituent material of a fundamental part of industrial engineering such as fluid transport and distribution, as well as the interaction of these with mobile and fixed elements in power generating machines.

1.3. Recommendations to take this course

It is advisable to have studied and understood properly the basic subject of Fluid Mechanics. There are concepts of this subject used extensively in the development of this one. It is desirable that students adopt a system of continuous study and frequently using tutorials with the teacher to resolve any doubts that will surely arise in the learning of the subject.

2. Learning goals

2.1. Competences

After taking the course, students will be more competent to ...

Apply the knowledge of fluid mechanics and the calculation, design and testing of systems and turbomachines.

Solve problems and make decisions with initiative, creativity and critical thinking.

Use the techniques, skills and tools of industrial engineering required in its practice.

Continuously learn and develop independent learning strategies.

2.2. Learning goals

The student, in order to pass this subject, should demonstrate the following

He/She understands the operation and applications of fluid machinery

She/He is capable of sizing a fluid machine subject to general technical specifications.

He/She has the ability to size a fluid installation.

He/She is able to apply efficiency criteria in the design of a facility.

She/he can design operating protocols of facilities based on criteria of efficiency, economy and reliability.

2.3. Importance of learning goals

Graduates in Industrial Engineering Technologies will face in their professional life many situations in which in one way or another will have to work with facilities using fluids. This subject is the key for them to be designed with basic criteria of energy efficiency.

3. Assessment (1st and 2nd call)

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

The evaluation will be carried out by means of a global written test in the two official calls established for this purpose by EINA.

The exam is made up of four sections:

- Problem #1 (30% of the final grade)
- Problem #2 (30%)
- Theory (20%)
- Questions about laboratory work (20%)

A minimum of 3 points out of 10 will be required in each of the parts of the exam mentioned above (Problem 1, Problem 2, Theory and Laboratory Work) in order to pass.

The student has the option of doing a project assignment. If he decides to do so, the weight of the global exam in the final grade will be scaled down to 95% (the exam grade will be multiplied by 0.95) and the remaining 5% will come from the evaluation of the assignment.

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

For the subject a learning process is designed based on the following:

1. Lectures, given to the entire group, in which the teacher will explain the theory of the subject and resolve problems relevant to the calculation of duct systems and the geometry of pumps/turbines.

2. Lab. These practices are highly recommended for a better understanding of the subject because elements described and calculated on the blackboard are seen in actual operation.

3. Tutorials related to any topic of the subject.

Further information regarding the course will be provided on the first day of class.

4.2. Learning tasks

The course includes 6 ECTS organized according to:

- Lectures (2 ECTS): 50 hours.

- Laboratory sessions (0.4 ECTS): 10 hours.

- Guided assignments (0.2 ECTS): 5 hours.

- Autonomous work (3.32 ECTS): 83 hours.

- Tutorials (0.08 ECTS): 2 hours.

Lectures. They are developed at the rate of four hours per week, to complete the 50 hours that we consider appropriate to complete the syllabus.

Lab practices. Five sessions will be held at two hours per session with groups of three / four students. Initially scheduled practices are:

  1. Disassembling and selection of centrifugal pumps
  2. Pump tests. Cavitation.
  3. Fan tests
  4. Measurement of losses in pipelines and other elements
  5. Simulation of pumping facilities.

Study and personal work. This off-site part is valued at about 90 hours, necessary for the study of theory, problem-solving and reviewing of lab work.

Tutorship. Each teacher will publish a scheduled timetable to attend the students throughout the semester.

4.3. Syllabus

The course will address the following topics: 

  • Module 0. Introduction. Types and operation of fluid machines. Classification of fluid machines.
  • Module 1. Review of principles. Energy exchange in turbomachinery. Powers, losses and efficiencies.
  • Module 2. Fundamental Theory of turbomachinery. Geometric and kinematic aspects of flow impeller.
  • Module 3. Theory 1-D of radial turbomachinery. Characteristic curves. Aerodynamic theory of axial machines and turbines.
  • Module 4. Dimensional analysis of turbomachinery. Modeling. Scale effects.
  • Module 5. Specific parameters.
  • Module 6. Operation of pumping and ventilation lines. Fluid distribution networks.
  • Module 7. Flow control in lines, pumping and ventilation.
  • Module 8. Cavitation. Effects of cavitation in turbomachinery. Dimensional analysis of cavitation.

4.4. Course planning and calendar

Lectures of theory and problems are given in the timetable established by the center, as well as the hours assigned to the lab work.

The dates and times of lectures will be found on the degree website, which can be found at:

At the beginning of the course, students will also know the dates and locations of the necessary examinations in order to pass this subject

4.5. Bibliography and recommended resources


Curso Académico: 2021/22

434 - Graduado en Ingeniería Mecánica

29729 - Máquinas e instalaciones de fluidos

Información del Plan Docente

Año académico:
29729 - Máquinas e instalaciones de fluidos
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
434 - Graduado en Ingeniería Mecánica
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

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

El diseño hidráulico de una máquina de fluidos consiste en la determinación de la mejor forma constructiva que ésta debe tener para aportar/recibir al/del fluido la energía especificada. Para ello se describe con una teoría unidimensional simplificada la influencia de la geometría interna de la máquina en la energía de interacción fluido/máquina.

El cálculo de instalaciones requiere el empleo de criterios de optimización con respecto a criterios especificados que permitan el diseño de una instalación energéticamente eficiente. Se incidirá especialmente en instalaciones de bombeo que son las más habituales en la práctica de la ingeniería industrial.

Estos planteamientos y objetivos están alineados con los siguientes Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas (, de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia para contribuir en cierta medida a su logro:

Objetivo 2. Poner fin al hambre, lograr la seguridad alimentaria y la mejora de la nutrición y promover la agricultura sostenible.

  • Meta 2.3 Para 2030, duplicar la productividad agrícola y los ingresos de los productores de alimentos en pequeña escala, en particular las mujeres, los pueblos indígenas, los agricultores familiares, los pastores y los pescadores, entre otras cosas mediante un acceso seguro y equitativo a las tierras, a otros recursos de producción e insumos, conocimientos, servicios financieros, mercados y oportunidades para la generación de valor añadido y empleos no agrícolas

Objetivo 6. Garantizar la disponibilidad de agua y su gestión sostenible y el saneamiento para todos.

  • Meta 6.4 De aquí a 2030, aumentar considerablemente el uso eficiente de los recursos hídricos en todos los sectores y asegurar la sostenibilidad de la extracción y el abastecimiento de agua dulce para hacer frente a la escasez de agua y reducir considerablemente el mero de personas que sufren falta de agua.

Objetivo 11. Lograr que las ciudades y los asentamientos humanos sean inclusivos, seguros, resilientes y sostenibles.

  • Meta 11.1 De aquí a 2030, asegurar el acceso de todas las personas a viviendas y servicios básicos adecuados, seguros y asequibles y mejorar los barrios marginales.
  • Meta 11.6 De aquí a 2030, reducir el impacto ambiental negativo per capita de las ciudades, incluso prestando especial atención a la calidad del aire y la gestión de los desechos municipales y de otro tipo.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura Máquinas e instalaciones de fluidos forma parte integrante del grupo de asignaturas obligatorias dentro de la rama industrial. Se trata de una asignatura de 6 créditos ETCS que se imparte en el primer cuatrimestre de tercer curso. Es materia constituyente de una parte fundamental dentro de la ingeniería industrial como es el transporte y distribución de fluidos, así como la interacción de estos con los elementos móviles y fijos en máquinas de generación de energía.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Es recomendable haber cursado y entendido adecuadamente la asignatura de Mecánica de Fluidos del cuatrimestre 4º. Hay conceptos de dicha asignatura empleados con profusión en el desarrollo de la presente. Es conveniente que los estudiantes adopten un sistema de estudio continuado y que utilicen de manera frecuente las tutorías con el profesor para resolver aquellas dudas que de seguro surgirán en el aprendizaje de la materia.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Competencias específicas:

C35: Capacidad para la aplicación de conocimientos de mecánica de fluidos y el cálculo, diseño y ensayo de sistemas y máquinas fluidomecánicas.

C37: Capacidad para la utilización de técnicas experimentales en la caracterización del funcionamiento de los sistemas mecánicos.

Competencias genéricas:

C4: Capacidad para resolver problemas y tomar decisiones con iniciativa, creatividad y razonamiento crítico.

C6:  Capacidad para usar las técnicas, habilidades y herramientas de la Ingeniería necesarias para la práctica de la misma.

C10:  Capacidad para aprender de forma continuada y desarrollar estrategias de aprendizaje autónomo

2.2. Resultados de aprendizaje

  1. Comprende el funcionamiento y aplicaciones de las máquinas de fluidos
  2. Es capaz de dimensionar una máquina de fluidos sometida a unas especificaciones técnicas generales.
  3. Tiene la capacidad de dimensionar una instalación de fluidos.
  4. Aplica criterios de eficiencia en el diseño de una instalación.
  5. Sabe diseñar protocolos de operación y explotación de instalaciones en base a criterios de eficiencia, economía y fiabilidad.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

El graduado en Ingeniería Mecánica se enfrentará en su vida profesional a múltiples situaciones en las que de una manera u otra tendrá que trabajar con instalaciones que trasiegan fluidos. Esta asignatura es la clave para que éstas sean diseñadas con criterios básicos de eficiencia energética.

3. Evaluación

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

La evaluación se realizará mediante una prueba global escrita en las dos convocatorias oficiales establecidas al efecto por la EINA.

El examen constará de cuatro partes:

- Problema #1 (30% de la nota final)

- Problema #2 (30%)

- Teoría (20%)

- Cuestiones sobre las prácticas de laboratorio (20%)

Se exigirá un mínimo de 3 puntos sobre 10 en cada una de las partes del examen mencionadas arriba (Problema 1, Problema 2, Teoría y Prácticas) para poder promediar.

El alumno tiene la opción de realizar un trabajo de asignatura. Si decide hacerlo, el peso del examen global en la nota final pasará a ser del 95% (la nota del examen se multiplica por 0.95) y el 5% restante provendrá de la evaluación del trabajo.

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 la geometría de bombas/turbinas.
  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 pizarra’.
  3. Tutorías relacionadas con cualquier tema de la asignatura

4.2. Actividades de aprendizaje

La asistencia a todas las actividades de aprendizaje es de especial relevancia para adquirir las competencias de la asignatura.

Clases magistrales. Se desarrollarán a razón de cuatro horas semanales, hasta completar las 50 horas que consideramos oportuno dedicar para completar el temario.

Prácticas de laboratorio. Se realizarán cinco sesiones a razón de dos horas por sesión con subgrupos de tres/cuatro personas

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 0. Introducción. Tipos y funcionamiento de las máquinas de fluidos. Clasificación de las máquinas de fluidos.

Tema 1. Revisión de principios. Intercambio de energía en turbomáquinas. Potencias, pérdidas y rendimientos.

Tema 2. Teoría fundamental de turbomáquinas. Aspectos geométricos y cinemáticos del flujo en rodete.

Tema 3. Teoría 1-D de turbomáquinas radiales. Curvas características. Teoría aerodinámica de máquinas axiales y aeroturbinas.

Tema 4. Teoría de semejanza en turbomáquinas. Modelización. Efectos de escala.

Tema 5. Parámetros específicos.

Tema 6. Funcionamiento de líneas de bombeo y ventilación. Redes de distribución de fluidos.

Tema 7. Regulación de caudal en líneas de bombeo y ventilación.

Tema 8. Cavitación. Efectos de la cavitación en turbomáquinas. Semejanza en cavitación.

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.

Llas fechas y horas de impartición se encontrarán en la página web de EINA:

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

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

La bibliografía actualizada se encuentra en la BR de la BUZ