HIDRÁULICA

1. Presentación

2. Horario

3. Temario

4. Criterios de evaluación

5. Bibliografía

6. Fechas de exámenes

7. Transparencias / Textos

8. Problemas resueltos

9. Problemas propuestos de Hidrostática

10. Problemas propuestos de Tuberías

11. Problemas propuestos de Golpe de Ariete

12. Formulario de tuberías

13. Formulario de golpe de ariete

14. Formulario de grupos de bombeo

15. Catálogos comerciales

    PRESENTACIÓN de Hidráulica

Asignatura Troncal.

6 créditos ECTS

Curso: Segundo.

Grados: Ingeniería Agrícola y del Medio Rural

        Ingeniería Agroalimentaria

Carácter: Primer Cuatrimestre.

Área de conocimiento: Ingeniería Agroforestal.

Requisitos previos:

• Al ser una asignatura de segundo curso, para alcanzar los objetivos de aprendizaje se recomienda haber superado las asignaturas de primero, en particular: Álgebra, Cálculo y ecuaciones diferenciales, Física y Expresión gráfica.

Justificación en el plan de estudios

• La asignatura Hidráulica es una materia común a la rama agrícola que, junto con la asignatura Construcciones agropecuarias y, sobre todo, con Sistemas y Tecnología del Riego, conforma la base necesaria en la formación de un ingeniero agrícola y del medio rural para la realización de instalaciones auxiliares de la construcción agropecuaria, relacionadas con el movimiento de fluidos, y por supuesto, para la realización de proyectos de riegos. Del mismo modo, junto con la asignatura Instalaciones de las industrias agroalimentarias, representa la base necesaria en la formación de un ingeniero agroalimentario para la realización de instalaciones auxiliares de la industria agroalimentaria, relacionadas con el movimiento de fluidos.

• Tal y como se indica en los requisitos previos, es necesario que a la hora de que el estudiante aborde la asignatura disponga de una base sólida de Matemáticas (Álgebra y Cálculo y ecuaciones diferenciales), Física y Dibujo (Expresión gráfica). En todas estas asignaturas se adquiere las herramientas y principios necesarios para poder resolver y comprender el cálculo de las instalaciones con flujo de líquidos en las construcciones agropecuarias y en las industrias agroalimentarias, y por supuesto, para el cálculo de los distintos sistemas de riego.

• Respecto a la vinculación de la asignatura con la profesión, es imprescindible para poder adquirir todas las atribuciones que tiene el actual ingeniero técnico agrícola en explotaciones agropecuarias referentes a la realización de proyectos de riego y para la realización de proyectos de construcción en el ámbito agropecuario, y que son recogidas en el nuevo grado de Ingeniero Agrícola y del Medio Rural.  Del mismo modo, Hidráulica y Sistemas y Tecnología del Riego son asignaturas fundamentales para adquirir todas las competencias relacionadas con proyectos de riego, cálculos de redes hidráulicas y gestión de recursos hídricos. Del mismo modo, es imprescindible para poder adquirir todas las atribuciones que tiene el actual ingeniero técnico agrícola en industrias agrarias y alimentarias referentes a la realización de proyectos de construcción en el ámbito agroindustrial, y que son recogidas en el nuevo grado de Ingeniero Agroalimentario. Cálculo de estructuras y electrificación, Hidráulica, Construcciones agropecuarias, Construcciones agroindustriales I y II e Instalaciones de las industrias agroalimentarias son asignaturas comodín para la realización de multitud de proyectos agrarios.

Competencias a adquirir por el alumno:

• Conocer y comprender las propiedades de la presión hidrostática.

• Conocer y comprender las ecuaciones fundamentales del movimiento de fluidos en conducciones abiertas y cerradas.

• Conocer los componentes de una red de tuberías para justificar su elección.

• Conocer y comprender los fundamentos de las pérdidas de carga en una tubería.

• Conocer y comprender los principios de funcionamiento de las bombas hidráulicas, sus principales tipos y los criterios para su elección.

• Conocer y comprender los fundamentos hidráulicos de los canales.

• Adquirir habilidad en la resolución y cálculo de problemas numéricos propios de la Hidráulica.

• Familiarizarse con los bancos de ensayo del laboratorio de Hidráulica y los métodos experimentales utilizados en el mismo, haciendo un análisis e interpretación de los resultados obtenidos.

• Adquisición de destrezas en la elaboración de informes, utilizando adecuadamente el lenguaje científico y técnico propio de la Hidráulica.

    HORARIO

Primer cuatrimestre

    TEMARIO

Tema 0: PRESENTACIÓN DE LA ASIGNATURA HIDRÁULICA

Los créditos ECTS. Planificación de la asignatura. Criterios de evaluación. La página web www.ingenieriaRural.com. Normas.

 Tema 1: HIDRÁULICA. GENERALIDADES

Definición. Propiedades físicas de los líquidos. Peso y masa. Peso específico y densidad absoluta y relativa. Presión: Atmosférica, relativa y absoluta. Compresibilidad. Tensión superficial: Coeficiente de tensión superficial. Viscosidad: Absoluta o dinámica y cinemática. Tensión de vapor.

 Tema 2: HIDROSTÁTICA

Definición de Hidráulica, Hidrostática e Hidrodinámica. Propiedades de la presión hidrostática. Ecuación fundamental de la Hidrostática. Presión hidrostática en los líquidos: Cota piezométrica. Diagramas de presiones. Presión sobre superficies planas. Centro de presión.

 Tema 3: PRESIÓN SOBRE SUPERFICIES CURVAS

Presiones sobre superficies curvas. Presión sobre una superficie cilíndrica. Aplicación a un canal semicircular. Aplicación a una compuerta de sector cilíndrico. Presión sobre un depósito semiesférico.

 Tema 4: HIDRODINÁMICA. GENERALIDADES

Definición. Corrientes con superficie libre y forzada. Ecuación de la continuidad. Ecuación de Bernouilli. Representación gráfica. Concepto de pérdida de carga. Número de Reynolds. Regímenes laminar y turbulento.

 Tema 5: CONDUCCIONES FORZADAS

Definición y conceptos previos. Tuberías de policloruro de vinilo. Tuberías de polietileno. Tuberías de fibrocemento. Tuberías de fundición. Tuberías de acero. Tuberías de hormigón.

 Tema 6: PÉRDIDAS DE CARGA POR ROZAMIENTO EN TUBERÍAS

Fórmula general de Darcy-Weisbach. Rugosidad absoluta y relativa de los tubos. Diferentes expresiones de las pérdidas de carga. Velocidad de fricción y Número de Reynolds de la rugosidad.

 Tema 7: EXPRESIONES DEL FACTOR DE FRICCIÓN

Introducción. Factor de fricción en el régimen laminar. Subcapa laminar. Comportamiento hidrodinámico de las tuberías. Experiencias de Nikuradse. Valor del coeficiente de fricción según el régimen de funcionamiento. Variaciones con el uso de la rugosidad absoluta.

 Tema 8: FÓRMULAS EMPÍRICAS PARA EL CÁLCULO DE TUBERÍAS

Introducción. Fórmula para el régimen turbulento liso. Fórmulas para el régimen turbulento en la zona de transición. Fórmulas para el régimen turbulento rugoso. Otras fórmulas prácticas muy extendidas. Velocidades mínimas y máximas. Velocidad económicamente óptima.

 Tema 9: PÉRDIDAS DE CARGA ACCIDENTALES

Pérdidas de carga localizadas. Longitud equivalente de conducción. Fórmula general de la pérdida de carga total de una conducción. Tipos de pérdidas accidentales de mayor importancia cuantitativa. Consideraciones prácticas para evaluar las pérdidas accidentales. Representación gráfica de las pérdidas de carga.

 Tema 10: FUNCIONAMIENTO DE LAS TUBERÍAS POR GRAVEDAD Y EN IMPULSIÓN

Funcionamiento de una tubería por gravedad en los distintos casos de salida libre, válvula cerrada o en casos intermedios. Funcionamiento de una tubería respecto a su posición con la línea piezométrica. Funcionamiento de las tuberías en impulsión. Consideraciones sobre las depresiones. Perfil de una conducción. Vaciado y llenado de las tuberías. Influencia de las bolsas de aire en el funcionamiento correcto de las instalaciones de gravedad e impulsión.

 Tema 11: EL GOLPE DE ARIETE

Régimen variable en las tuberías. Golpe de ariete. Descripción del fenómeno. Tiempo de cierre de la válvula: Cierre rápido y lento. Fórmulas de Michaud y Allievi. Valor de la celeridad. Método práctico para el cálculo del golpe de ariete. Métodos para reducir el efecto del golpe de ariete.

 Tema 12: GRUPOS DE BOMBEO I

Elevación de líquidos mediante bombas hidráulicas. Alturas geométrica y manométrica. Limitaciones en la altura de aspiración. Curva característica de la conducción. Potencia necesaria del grupo de bombeo.

 Tema 13: GRUPOS DE BOMBEO II

Clasificación general de las máquinas hidráulicas. Partes de que constan las bombas centrífugas. Clasificación de las bombas centrífugas. Determinación de las curvas características en un banco de ensayos. Punto de funcionamiento de una instalación de bombeo simple y compleja. Acoplamiento de bombas en serie y en paralelo. Leyes de semejanza en bombas centrífugas. Utilización práctica de las leyes de semejanza: Velocidad variable, recorte del rodete. Detalles de montaje y normas de manejo de los diferentes tipos de bombas usadas más frecuentemente en los riegos.

 Tema 14: CANALES

Corrientes líquidas en canales. Movimiento permanente uniforme en canales. Ecuación general. Fórmulas prácticas para la determinación de la pérdida de carga. Velocidades medias admisibles. Distribución de velocidades en una sección. Estudio de las distintas formas de las secciones transversales de los canales. Sección hidráulica óptima. Sección trapecial de mínima resistencia. Sección rectangular de mínima resistencia. Revestimiento de canales.

    CRITERIOS de EVALUACIÓN

    BIBLIOGRAFÍA

    FECHAS DE EXÁMENES de HIDRÁULICA