universidad autÓnoma de nuevo leÓn facultad de … · bombeo, turbinas, ventiladores, aplicando...
TRANSCRIPT
UANL - FIME
Turbomaquinaria (Optativa I FP) 1
IT-7-ACM-04-R03
Revisión: 1
VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
PROGRAMA ANALÍTICO FIME
Nombre de la unidad de aprendizaje: Turbomaquinaria (Optativa I FP)
Frecuencia semanal: 3 hrs.
Horas presenciales: 42 hrs. Horas de trabajo extra-aula: 28 hrs.
Modalidad: Presencial
Período académico: Semestral
Unidad de aprendizaje: ( ) obligatoria ( X ) optativa Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura ( ) Formación básica profesional ( X ) Formación profesional ( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección Créditos UANL: 3 incluyendo el laboratorio
Fecha de elaboración: 12 / 05 / 2013 Fecha de la última actualización: 22 / 11 / 2013
Responsables del diseño: M.C. Delia Ma. Armendáriz Guerrero
Dr. Jesús Omar González González
M.C. Juan Antonio Franco Quintanilla
M.C. Francisco Javier Guevara Castillo
M.C. José E. Castillo Barrera
UANL - FIME
Turbomaquinaria (Optativa I FP) 2
IT-7-ACM-04-R03
Revisión: 1
VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011
Presentación:
Esta unidad de aprendizaje permite al estudiante la oportunidad de aplicar los conocimientos básicos de hidráulica, para diferenciar y
seleccionar adecuadamente diferentes dispositivos mecánicos. La unidad de aprendizaje se clasifica en 5 fases. En la fase 1 se van a aplicar los
principios fundamentales de la mecánica de fluidos en los diferentes dispositivos mecánicos, en la fase 2 se van a Seleccionar Bomba Centrífuga
más conveniente en instalaciones hidráulicas, en la fase 3 Elegirán Bomba de Pozo Profundo idónea para cada caso, en la fase 4 se va a
describir una Turbina para su adecuada aplicación y en la quinta fase se van a escoger Ventilador que de mejores resultados.
Propósito:
Esta unidad de aprendizaje tiene como finalidad el desarrollo de la competencia en los estudiantes para la selección de equipos de
bombeo, turbinas, ventiladores, aplicando los conocimientos básicos de la mecánica de los fluidos para la integración de esta habilidad en los
diferentes procesos.
Competencias del perfil de egreso:
a. Competencias de la Formación General Universitaria a las que contribuye esta unidad de aprendizaje: Esta unidad de aprendizaje contribuye al desarrollo de las siguientes competencias generales:
Competencias instrumentales:
• Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y campos del conocimiento que le permitan la toma de decisiones
oportunas y pertinentes en los ámbitos personal, académico y profesional.
• Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal de acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y
expresar ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque ecuménico.
• Maneja las tecnologías de la información y la comunicación como herramienta para el acceso a la información y su transformación en
conocimiento, así como para el aprendizaje y trabajo colaborativo con técnicas de vanguardia que le permitan su participación constructiva en la
sociedad.
UANL - FIME
Turbomaquinaria (Optativa I FP) 3
IT-7-ACM-04-R03
Revisión: 1
VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011
Competencias personales y de interacción social
• Practica los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás, respeto a
la naturaleza, integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir a construir una
sociedad sostenible.
Competencias integradoras
• Construye propuestas innovadoras basadas en la comprensión holística de la realidad para contribuir a superar los retos del ambiente global
interdependiente.
b. Competencias específicas del perfil de egreso a las que contribuye la unidad de aprendizaje:
Analizar dispositivos mecánicos utilizando los principios fundamentales de hidráulica para su adecuada selección.
UANL - FIME
Turbomaquinaria (Optativa I FP) 4
IT-7-ACM-04-R03
Revisión: 1
VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011
Representación gráfica
Competencias de la Unidad de Aprendizaje
Instrumentales
Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y campos del
conocimiento que le permitan la toma de decisiones oportunas y pertinentes en los
ámbitos personal, académico y profesional
Analizar dispositivos mecánicos utilizando los principios
fundamentales de hidráulica
Analizar los principios fundamentales de la mecánica de los fluidos para la solución de
problemas empleando bombas
Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal de
acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y expresar ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un
enfoque ecuménico
Analizar dispositivos mecánicos para su adecuada selección
Identificar la Bomba Centrífuga más adecuada utilizando ecuaciones fundamentales de la dinámica de
los fluidos y Catálogo de Bombas Centrífugas para su correcta aplicación en sistemas hidráulicos
Maneja las tecnologías de la información y la comunicación como herramienta para el
acceso a la información y su transformación en conocimiento, así como para el
aprendizaje y trabajo colaborativo con técnicas de vanguardia que le permitan su participación constructiva en la sociedad
Analizar dispositivos mecánicos utilizando los principios
fundamentales
Distinguir la Bomba de Pozo Profundo idónea apoyándose de los conceptos básicos de Hidráulica y Catálogos de Bombas de Flujo Mixto para diferentes
aplicaciones de bombeo
Personales y de Interacción
Social
Practica los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás, respeto a la naturaleza,
integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir a construir una sociedad sostenible
Integradoras
Construye propuestas innovadoras basadas en la comprensión holística de la realidad
para contribuir a superar los retos del ambiente global interdependiente
Analizar dispositivos mecánicos utilizando los principios
fundamentales de hidráulica para su adecuada selección
Diferenciar el Motor Hidráulico apropiado, utilizando valores característicos de Velocidad Especifica para los
diferentes sistemas Hidráulicos
Distinguir el ventilador adecuado, aplicando los principios de estática de los fluidos, leyes de
afinidad, Catálogo de Fabricantes, para la aplicación deseada
UANL - FIME
Turbomaquinaria (Optativa I FP) 5
IT-7-ACM-04-R03
Revisión: 1
VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011
Unidad temática 1: Principios Fundamentales de da Mecánica de dls Fluidos Aplicados a Dispositivos Mecánicos. Competencias particulares: Analizar los principios fundamentales de la mecánica de los fluidos para la solución de problemas empleando bombas.
Elementos de
Competencia
Evidencias de
aprendizaje Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Analizar los
principios
básicos de la
mecánica de los
fluidos para la
solución de
problemas
empleando
bombas.
Solución de
problemas con
dispositivos
mecánicos.
Solución de problemas
con dispositivos
mecánicos.
� Cálculos de
Velocidades en
tuberías.
� Energía obtenida por
la bomba.
� Determinación de
flujo en tubería.
� Cálculo de pérdidas
por fricción.
� Cálculo pérdidas
menores por
accesorios.
� Conclusiones.
Utilizar las ecuaciones
fundamentales de la dinámica
de los fluidos, obtener el
Número de Reynolds para
determinar tipo de flujo en
tubería. Utilizar Diagrama de
Moody para obtener las
pérdidas por fricción.
Encontrar el coeficiente para
calcular pérdidas menores en
solución de problemas con
dispositivos mecánicos.
Comprender las
ecuaciones
fundamentales de la
mecánica de fluidos y el
flujo de fluidos
Pizarrón
Retroproyector
Computadora
Internet
Libro de Texto
Libros de Consulta
UANL - FIME
Turbomaquinaria (Optativa I FP) 6
IT-7-ACM-04-R03
Revisión: 1
VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011
Unidad temática 2: Bombas Centrífugas. Competencias particulares: Identificar la Bomba Centrífuga más adecuada utilizando ecuaciones fundamentales de la dinámica de los fluidos y Catálogo de Bombas
Centrífugas para su correcta aplicación en sistemas hidráulicos.
Elementos de
Competencia
Evidencias de
aprendizaje Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Analizar el
funcionamiento de las
Bombas Centrífugas
utilizando ecuaciones
fundamentales de la
dinámica de los fluidos
y Catálogos de Bombas
Centrífugas para su
adecuada aplicación,
Solución de
problema para
cálculo y
Selección de
Bomba
Centrifuga.
Solución de problema para
cálculo y Selección de
Bomba Centrifuga.
� Cálculo de Velocidades
en tuberías, pérdidas
por fricción y por
accesorios.
� Carga manométrica
obtenida
� Curva de operación de
alto rendimiento
seleccionada.
� Diámetro de Impulsor
adecuado
� Potencia Hidráulica
obtenida
� NPSH disponible, NPSH
requerido por el
fabricante
comprobados.
� Conclusiones.
Utilizar las ecuaciones
fundamentales de la
dinámica de los fluidos para
calcular las pérdidas por
fricción y accesorios y
determinar la carga
manométrica, analizar
curvas de operación de
Fabricantes de Bombas
Centrifugas para identificar
curva de operación de alto
rendimiento, diámetro de
impulsor, eficiencia,
potencia y NPSH
requerida por el fabricante.
Verificar si la bomba no
cavitará.
Se resolverán problemas
para la selección de Bombas
Centrífugas.
Conocer los componentes
de las bombas centrífugas.
Describir el funcionamiento
de las bombas centrífugas.
Analizar la ecuación
fundamental y diseño de los
impulsores para su óptima
eficiencia.
Conocer las curvas
características de las
bombas centrífugas.
Interpretar las curvas de
operación de las Bombas
Centrífugas de los
fabricantes para la selección
de sistemas de bombeo.
Entender las leyes de
afinidad.
Comprender la carga neta
positiva de succión (NPSH) y
su relación con la cavitación.
Seleccionar sistemas de
Bombeo.
Pizarrón
Retroproyector
Computadora
Internet
UANL - FIME
Turbomaquinaria (Optativa I FP) 7
IT-7-ACM-04-R03
Revisión: 1
VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011
Unidad temática 3: Bombas de Flujo Mixto Competencias particulares: Distinguir la Bomba de Pozo Profundo idónea apoyándose de los conceptos básicos de Hidráulica y Catálogos de Bombas de Flujo Mixto para
diferentes aplicaciones de bombeo.
Elementos de
Competencia
Evidencias de
aprendizaje Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Distinguir la
Bomba de Pozo
profundo idónea
apoyándose de
los conceptos
básicos de
hidráulica y
Catálogos de
Bombas de Flujo
Mixto para
diferentes
aplicaciones de
bombeo
Solución de
problema para
cálculo y Selección
de Bomba de Pozo
Profundo.
,
Solución de problema para
cálculo y Selección de
Bomba de Pozo Profundo.
� Curva de operación de
mayor eficiencia
seleccionada
� Cálculos de diámetro de
flecha, diámetro de
columna y pérdidas por
fricción
� Potencia Hidráulica
con pérdidas
obtenida
� Elongación entre
impulsor y flecha
verificada
� Potencia mecánica y
potencia total del motor
estimada
� Conclusiones.
A partir del gasto se elegirá de los
catálogos de bombas de pozo
profundo la curva de rendimiento
que proporcione mayor eficiencia,
e identificar la carga por impulsor.
Se calculará la carga manométrica
para obtener la potencia hidráulica
y con la información técnica
proporcionada por el fabricante se
definirá diámetro de flecha,
diámetro de columna y pérdidas
por fricción para obtener potencia
hidráulica. Se comprobará la
elongación entre el impulsor y
tazón. Se determinará la potencia
mecánica y la potencia total del
motor. Se solucionaran problemas
para la selección de Bombas de
Pozo profundo
Analizar el
funcionamiento de las
bombas de flujo axial y
mixto.
Describir el
funcionamiento y los
componentes de la
bomba de pozo
profundo tipo turbina.
Calcular el equipo de
bombeo de pozo
profundo más
conveniente de
acuerdo a criterios de
diseño establecidos.
Comprender la
importancia de las
curvas de operación
para su aplicación en
la selección óptima.
Pizarrón
Retroproyector
Computadora
Internet
UANL - FIME
Turbomaquinaria (Optativa I FP) 8
IT-7-ACM-04-R03
Revisión: 1
VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011
Unidad temática 4: Turbinas Hidráulicas Competencias particulares: Diferenciar el Motor Hidráulico apropiado, utilizando valores característicos de Velocidad Especifica para los diferentes sistemas Hidráulicos.
Elementos de
Competencia
Evidencias de
aprendizaje Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Diferenciar los
tres tipos de
turbinas
hidráulicas de
Acción Simple y
de Reacción
Pelton, Francis ,
Helice y/o
Kaplan, para así
tener el criterio
de su adecuada
selección en base
la velocidad
especifica.
Selección de
turbinas en base a
la velocidad
especifica
Selección de turbinas en
base a la velocidad
especifica.
� Motor Hidráulico
adecuado.
� Fabricante, Tipo, valores
característicos idóneo
� Cálculos de Gasto,
Diámetro de Rodete y
eficiencia.
� Energía recuperada por
el Tubo de Aspiración y
Altura de Aspiración
obtenida.
� Conclusiones
Calculando la Velocidad específica
se obtendrá el motor hidráulico
más conveniente para cada caso en
particular;
Verificando con ello: Fabricante,
Tipo y valores característicos para
obtener gasto, Tamaño, Eficiencia,
Energía recuperada por el tubo de
aspiración y altura de aspiración.
Se solucionaran problemas de
Turbinas Hidráulicas
Diferenciar las turbinas
de acción simple
Comprender el
funcionamiento y
componentes de la
turbina de acción simple
( Pelton )
Conocer las condiciones
prácticas de la turbina
de acción Simple
(Pelton).
Clasificar las turbinas de
Reacción Francis, Hélice
y Kaplan.
Conocer los
componentes
fundamentales de las
turbinas de Reacción
Francis, Hélice y Kaplan
para diferenciarlos.
Definir los parámetros a
seguir para la selección
de la turbina más
conveniente para cada
aplicación.
Pizarrón
Retroproyector
Computadora
Internet
UANL - FIME
Turbomaquinaria (Optativa I FP) 9
IT-7-ACM-04-R03
Revisión: 1
VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011
Unidad temática 5: Ventilación Competencias particulares: Distinguir el ventilador adecuado, aplicando los principios de estática de los fluidos, leyes de afinidad, Catálogo de Fabricantes, para la aplicación
deseada.
Elementos de
Competencia
Evidencias de
aprendizaje Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos
Distinguir el
ventilador
requerido
adecuado,
aplicando los
principios de
estática de los
fluidos, leyes de
afinidad,
Catálogo de
Fabricantes para
cada caso en
particular.
Selección de
Ventiladores en
base a las leyes
de afinidad.
Selección de Ventiladores en base a
las leyes de afinidad.
Presión
� Gasto
� Potencia
� Niveles de ruido
� Velocidades adecuadas
� Conclusiones
De acuerdo a la
aplicación, existen
elementos que necesitan
ser determinados para la
selección del ventilador
esto es, verificar las
prestaciones de un
ventilador al variar
características de
operación.
Se resolverán problemas
de ventiladores utilizando
las leyes de afinidad
Comprender los
conceptos de
presión estática,
densidad,
velocidad, gasto de
los gases.
Analizar las leyes
de los ventiladores
y sus pruebas de
medición así como
la potencia y los
niveles de ruido.
Identificar los
parámetros de
diseño.
Describir las
aplicaciones de los
equipos de
ventilación.
Pizarrón
Retroproyector
Computadora
Internet
UANL - FIME
Turbomaquinaria (Optativa I FP) 10
IT-7-ACM-04-R03
Revisión: 1
VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011
Evaluación integral de procesos y productos (ponderación /evaluación sumativa) Evidencia Ponderación
Solución de problemas con dispositivos mecánicos 5 %
Solución de problema para cálculo y Selección de Bomba Centrifuga. 10 %
Examen medio curso 25 %
Solución de problema para cálculo y Selección de Bomba de Pozo Profundo 10 %
Selección de turbinas en base a la velocidad especifica. 10 %
Selección de Ventiladores en base a las leyes de afinidad. 5 %
Examen ordinario 25 %
Producto integrador de aprendizaje: Producto integrador 10 %
Al finalizar la unidad de aprendizaje el estudiante entregará un portafolio que contiene los problemas que corresponde a cada unidad temática,
que demuestre los conocimientos y aplicación de contenidos de la unidad de aprendizaje, incluyendo un problema integrador con una reflexión
sobre cómo y porque llego a la solución del mismo Fuentes de apoyo y consulta:
� Libro: Hydraulic Institute for Centrifugal, Rotary &Reciprocants Pumps.
Autor: HydaulicInstitute
Editorial:
� Libro: Bombas, Teoría, Diseño y Aplicaciones
Autor: Manuel Viejo Zubicaray
Editorial:Limusa
UANL - FIME
Turbomaquinaria (Optativa I FP) 11
IT-7-ACM-04-R03
Revisión: 1
VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011
� Libro: Turbo Maquinas Hidráulicas
Autor: Manuel Polo Encinas
Editorial: Limusa
� Libro: Bombas Centrífugas
Autor: Igor J. Karassik y Roy Carter
Editorial: Cecsa
� Libro: Máquinas Hidráulicas
Autor: José L. de Parres
Editorial: Bolivar
� Libro: Energía Hidroeléctrica
Autor: Manuel Viejo Zubicaray
Editorial: Limusa
� Libro: Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas
Autor: Claudio Mataix
Editorial: Harla
� Libro: Curso de Máquinas Hidáulicas
Autor: Miguel Reyes Aguirre
Editorial: UNAM
� Libro: Elementos de Hidráulica General y Aplicada con Motores Hidráulicos
Autor: Rubio Sanjuán
Editorial: Labor, S.A.
� Libro: Manual de Pozos Pequeños
Autor: Ulric D. Gibson & Singer
Editorial: Limusa
UANL - FIME
Turbomaquinaria (Optativa I FP) 12
IT-7-ACM-04-R03
Revisión: 1
VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011
� Libro: American Society of Mechanical Engineers ( ASME)
Glossary of Terms Used in the Measurement of Fluid Flow in Pipes
Standard ANSI/ASME MFC- IM
� Libro : Industrial Ventilation
Autor: A. Manual of Recommended Practice
Comité on Industrial Ventilation Po Box 16153
� Libro: National Fire Codes
Autor: National Fire Protection Association ( NFPA)
� Libro: Prontuario de Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado
Autor: Progres, F
� Libro: Serie de Flujo de Fluidos ( 4 Tomos)
Autor: Bombas, Compresores, Válvulas y Flujo de Fluidos. CraneCompany
Editorial: Mc. Graw- Hill
o Tema: Selección de bomba centrifuga tamaño e interpretación de curvas de rendimiento
Liga: http://www1.ccny.cuny.edu/prospective/gsoe/civil/index.cfm
http://www-ce.engr.ccny.cuny.edu/Courses/CE365/Pump_selection.pdf
Fecha última revisión: 15-10-2003
� Revista: http://www.worldpumps.com/
Año: 2010
# de revista:0262 1762/10
Mes: Junio
Nombre del artículo: Back tobasicswithcentrifugalpumps
Autor: Waterworks Museum (http://www.waterworksmuseum.org.uk)
UANL - FIME
Turbomaquinaria (Optativa I FP) 13
IT-7-ACM-04-R03
Revisión: 1
VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011
Perfil del docente: El profesor debe poseer un nivel académico superior al de los programas educativos que imparte, así como ser competente en el manejo de las
TIC´s y contextos pedagógicos que le permita fomentar ambientes de aprendizaje participativos para contribuir a la formación integral del
estudiante.
Ficha bibliográfica del profesor: Delia María Armendáriz Guerero Maestría En Administración Con Especialidad En Psicologia Laboral, Plan Vida Y Carrera, 198; Fac. De Ingenieria Mecanica Y Electrica U.A.N.L.,
Ingeniero Mecánico Administrador, 1980, Fac. De Ingenieria Mecanica Y Electrica U.A.N.L., Ingeniero Mecanico Electricista, Pruebas De
Lubricación, 1974, Fac. De Ingenieria Mecanica Y Electrica. U.A.N.L. Jesús Omar González González
Doctorado en Ingeniería de Materiales (Tesis: Diseño, fabricación y puesta en marcha de una máquina tribológica con movimiento linear
reciprocante). Calificación Summa Cum Lauden
De Agosto 2004 a Diciembre 2008
Escuela de graduados de FIME. U.A.N.L. Master en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales (Tesis Influencia del Fe+Si y del previo trabajado en frío en una
aleación de aluminio 1350)
Master en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales (Tesis Influencia del Fe+Si y del previo trabajado en frío en una
aleación de aluminio 1350) Master en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales (Tesis Influencia del Fe+Si y del previo
trabajado en frío en una aleación de aluminio 1350)
UANL - FIME
Turbomaquinaria (Optativa I FP) 14
IT-7-ACM-04-R03
Revisión: 1
VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011
JEFATURA DE ACADEMIA JEFATURA DE DEPARTAMENTO
COORDINACIÓN DE LA DIVISIÓN SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA DE