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El desarrollo de esta asignatura te permitirá continuar tu formación sobre el funcionamiento de sistemas hidráulicos, sus componentes principales, su diseño y selección. El desarrollo de competencias de la asignatura Diseño de sistemas hidráulicos, se enfoca en el aprendizaje basado en el estudio de casos. Se considera indispensable su relación con las asignaturas: Física, Termodinámica I y II, Legislación y normatividad, Electricidad y magnetismo, Seminario de energía eólica e hidráulica, Metrología e instrumentación, Mecánica de medios continuos, así como Máquinas eólicas e hidráulicas.
De los principios y fundamentos que existen sobre mecánica de fluidos, es pertinente destacar los que te permitan comprender, describir y analizar el funcionamiento de los componentes de los sistemas hidráulicos; asimismo, se proporcionan metodologías para la selección de elementos comerciales que componen un sistema hidráulico.
Los tópicos a revisar a lo largo de las tres unidades del curso son:
Unidad 1. En la primera unidad se describe el funcionamiento de un sistema hidráulico; conocerás las aplicaciones más comunes y los diferentes componentes que pueden constituirlo. También, conocerás las variables que determinan el funcionamiento de los sistemas hidráulicos y te familiarizarás con los sistemas de unidades empleados para el manejo de las variables. Se definirá el concepto de presión y los distintos sistemas de medición.
Unidad 2. Durante el desarrollo de la segunda unidad conocerás los fundamentos teóricos de la mecánica de fluidos y los modelos matemáticos que describen el comportamiento de los componentes de un sistema hidráulico.
Unidad 3. En la tercera unidad se realizarán los cálculos necesarios para el dimensionamiento y la selección de los elementos de un sistema hidráulico. Aplicarás los conocimientos adquiridos en las unidades anteriores para aplicar un criterio de selección y diseño adecuado.
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Competencias y logros
Competencia general
Diseña un sistema hidráulico mediante los cálculos de las variables físicas del sistema a partir de modelos matemáticos, diagramas y normas, para determinar el funcionamiento de sus componentes, así como diseñarlos o seleccionarlos.
Da clic en cada pestaña para revisar las competencias y logros que alcanzarás en esta asignatura.
Temario
El contenido que estudiarás en cada unidad de este módulo se presenta a continuación.
Da clic en cada unidad para ver los temas y subtemas.
Unidad 1. Introducción a los sistemas hidráulicos
1.1. Aplicaciones de los sistemas hidráulicos
1.1.1. Sistemas hidráulicos de bombeo
1.1.2. Sistemas hidráulicos para generación de potencia
1.2. Propiedades de los fluidos
1.2.1. Propiedades termofísicas
1.2.2. Presión
1.3. Sistemas de unidades
1.3.1. Sistema internacional
1.3.2. Sistema inglés
1.3.3. Sistema técnico
Unidad 2. Fundamentos de turbomaquinaria y mecánica de fluidos
2.1. Hidrostática
2.1.1. Principio de la hidrostática
2.1.2. Ecuación fundamental de la hidrostática
2.2. Hidrodinámica
2.2.1. Ecuación fundamental
2.2.2. Ecuación de continuidad
2.3. Capa límite
2.3.1. Experimentación
2.3.2. Número de Reynolds
2.3.3. Perfiles de velocidad
2.4. Turbomaquinaria
2.4.1. Clasificación
2.4.2. Triángulo de velocidades
2.4.3. Grado de reacción
2.5. Bombas y accesorios
2.5.1. Bombas rotodinámicas
2.5.2. Bombas de desplazamiento positivo
2.5.3. Bombas rotoestáticas
2.5.4. Instrumentación
2.5.5. Válvulas
2.5.6. Canales abiertos
Unidad 3. Dimensionamiento de sistemas hidráulicos
3.1. Pérdidas de sistemas hidráulicos
3.1.1. Pérdidas primarias
3.1.2. Ecuación de Darcy-Weisbach
3.1.3. Coeficiente de pérdidas primarias
3.1.4. Diagrama de Moody
3.1.5. Diámetro de tubería más económico
3.1.6. Pérdidas en conductos abiertos
3.1.7. Pérdidas secundarias
3.2. Carga o altura neta de aspiración
3.2.1. Altura de aspiración necesaria
3.2.2. Altura de aspiración disponible
3.3. Curvas características de bombas
3.3.1. Altura en función del caudal
3.3.2. Potencia en función del caudal
3.3.3. Rendimiento en función del caudal
3.4. Pérdidas y rendimientos en turbomaquinaria
3.4.1. Pérdidas en turbomaquinaria
3.4.2. Rendimiento de turbomaquinaria
3.5. Leyes de semejanza
3.5.1. Leyes de semejanza para bombas hidráulicas v
3.5.2. Leyes de semejanza para turbinas hidráulicas
3.6. Bombas
3.6.1. Bombas en serie
3.6.2. Bombas en paralelo
3.7. Cavitación y golpe de ariete
3.7.1. Cavitación
3.7.2. Golpe de ariete
3.8. Redes de distribución
3.8.1. Tuberías en serie
3.8.2. Tuberías en paralelo
3.8.3. Tuberías ramificadas
3.8.4. Redes de distribución
3.9. Criterios de selección
3.9.1. Criterios de selección según topografía y ubicación
3.9.2. Criterios de selección según las necesidades del proyecto y características de fluidos
Metodología
En el curso de Diseño de sistemas hidráulicos, se empleará la metodología de Aprendizaje Basado en Problemas (ABP), cuyo propósito es desarrollar las habilidades que te permitan usar de manera activa los conocimientos adquiridos. El ABP busca que comprendas y profundices adecuadamente en la solución a los problemas que se utilicen para aprender, empleando para tu análisis ciertas estructuras científicas y prácticas.
A lo largo de la asignatura, también se emplearán diagramas o planos, en los cuales deberás comprender e identificar, mediante las actividades planeadas que se realizan, ya sea de forma individual o en equipo, la estructura y componentes de los sistemas hidráulicos. Dentro de las actividades también se contempla la resolución de problemas relacionados con los diferentes temas que serán desarrollados durante la asignatura, que deberás resolver de forma individual, aplicando la teoría proporcionada.
Asimismo, se te proporcionarán los conocimientos prácticos sobre el manejo, la selección y la manipulación de componentes de un sistema hidráulico; esta información será discutida y analizada de forma grupal o individual. Con la presentación de distintos casos de aplicación y la presentación de posibles soluciones, conocerás criterios de selección y deberás desarrollar la habilidad para aplicarlos.
Evaluación
En el marco de la UnADM, la evaluación se conceptualiza como un proceso participativo, sistemático y ordenado, que inicia desde el momento en que los (las) estudiantes ingresan al aula virtual, por ello, se le considera desde un enfoque integral y continuo.
Por lo anterior, para acreditar la asignatura se espera la participación responsable y activa de los (las) estudiante, contando con el acompañamiento y comunicación estrecha con su docente en línea, quien podrá evaluar objetivamente su desempeño, a través de la retroalimentación permanente. Ante esto, es necesaria la recolección de evidencias que reflejen el logro de las competencias por parte de los (las) estudiantes.
En este contexto, la evaluación es parte del proceso de aprendizaje, en el que la retroalimentación permanente es fundamental para promover el aprendizaje significativo y reconocer el esfuerzo. Es requisito indispensable la entrega oportuna de cada una de las actividades y evidencias, así como la participación en cada una de las actividades programadas y conforme a las indicaciones dadas. La calificación se asignará de acuerdo con la rúbrica establecida para cada actividad, por lo que es importante que los (las) estudiante la revise antes de realizar la actividad correspondiente.
A continuación, se presenta el esquema general de evaluación correspondiente a esta asignatura:
| Esquema de evaluación | |||
| Evaluación continua | Actividades colaborativas | 10 % | |
| Actividades individuales | 30 % | ||
| E-portafolio | Evidencia de aprendizaje | 40% | |
| Autorreflexiones | 10 % | ||
| Asignación a cargo del docente | Instrumentos y técnicas de evaluación propuestas por el docente en línea | 10% | |
| Calificación final | 100% | ||
Cabe señalar que para aprobar la asignatura, se debe de obtener la calificación mínima indicada por la UnADM
Fuentes de consulta
- Arnal (2006). Reglamento de construcción para el Distrito Federal. México: Trillas.
- Crane (1990). Flujo de fluidos en válvulas, accesorios y tuberías. México: McGraw-Hill.
- Currie (1993). Fundamentos de mecánica de fluidos. Estados Unidos: McGraw-Hill.
- Kenneth (1989). Bombas: selección, uso y mantenimiento. México: McGraw-Hill.
- Mataix (1986). Mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas. México: AlfaOmega.
Muy bien, ahora inicia el estudio de la unidad 1.