Máquinas Hidráulicas

I N S T I T U T O P O L I T É C N I C O N A C I O N A L SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACION SUPERIORES

PROGRAMA SINTÉTICO CARRERA: Ingeniería Mecánica ASIGNATURA: Máquinas Hidráulicas

SEMESTRE:

Séptimo

OBJETIVO GENERAL: El alumno diseñará circuitos hidráulicos y neumáticos y resolverá problemas planteados en clase, aplicando los principios de funcionamiento de las máquinas hidráulicas.

CONTENIDO SINTÉTICO: I. Generalidades. II. Máquinas Hidráulicas de Desplazamiento Positivo. III. Introducción a Bombas Rotodinámicas y Turbinas. IV.Bombas Rotodinámicas. V. Turbinas Hidráulicas. VI.Ventiladores.

METODOLOGÍA: Exposiciones y /o Intervenciones orales por parte de los alumnos. Trabajos extraclase (tareas) Búsqueda bibliográfica. Recursos Audiovisuales: Rotafolios, gráficas, proyector de acetatos etc. Realización de prácticas de laboratorio. Solución de ejercicios.

EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: Se aplicarán tres departamentales, cada uno corresponderá al 80% Participación en clase, tareas y prácticas de laboratorio 20%

BIBLIOGRAFÍA: 1. Carter y Karassik, Igor J. Bombas Centrífugas, Selección, Operación y Mantenimiento. Continental, México, 1983, 659 págs. 2. Festo didactic. Introducción a la Neumática, Festo Didactic, México, 1988, 160 págs. 3. Matáix, Claudio. Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas. Oxford University Press, México, 2003, 651 págs.

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ESCUELA: Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidades Culhuacán y Azcapotzalco CARRERA: Ingeniería Mecánica OPCIÓN: Terminal COORDINACIÓN: Academias de Ingeniería Hidráulica e Hidráulica DEPARTAMENTO:

ASIGNATURA: Máquinas Hidráulicas SEMESTRE: Séptimo CLAVE: CRÉDITOS: 10.5 VIGENTE: Agosto 2005 TIPO DE ASIGNATURA: Teórico-práctica MODALIDAD: Escolarizada

TIEMPOS ASIGNADOS

HRS./SEMANA/TEORÍA: HRS./SEMANA/PRÁCTICA:

4.5 1.5

HRS./SEMESTRE/TEORÍA: 81.0 HRS./SEMESTRE/PRÁCTICA: 27.0

HRS./TOTALES:

108.0

PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: Academia de Hidráulica e Ingeniería Hidráulica

de ESIME Azcapotzalco y Culhuacán REVISADO POR: Subdirecciones Académicas de ESIME Azcapotzalco y Culhuacán APROBADO POR: Consejos Técnicos Consultivos Escolares de ESIME Azcapotzalco y Culhuacán. Ing. Jorge Gómez Villarreal Ing. Ernesto Mercado Escutia

AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas de Estudio del Consejo General Consultivo del I.P.N.

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ASIGNATURA:

Máquinas Hidráulicas

CLAVE:

HOJA: 2 DE 10

FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA El Ingeniero Mecánico dentro de su formación académica requiere conocer los principios fundamentales acerca del diseño, estructura, funcionamiento y manejo de las principales máquinas hidráulicas, respondiendo al perfil que del estudiante de Ingeniería se tiene como transformador de la energía; de ahí que el Plan de Estudios vigente de la carrera inserte la asignatura de Máquinas Hidráulicas en el VII semestre, ya que permite al egresado, contar con los elementos necesarios para integrarse eficientemente al desarrollo de la industria de nuestro país, misma que demanda profesionales en el manejo de las diversas clases de fluidos mediante bombas u otro tipo de máquinas Hidráulicas, de acuerdo con las expectativas y retos que la sociedad impone cada día. De manera antecedente, la materia requiere de los conocimientos de Ingeniería de Manufactura I y II, Mecánica de los Materiales I y II, Resistencia de Materiales I, II y III; y Mecánica de los Fluidos I y II. De manera consecuente, la materia sirve de base para las asignaturas optativas de Bombas Hidráulicas, Neumática Industrial e Hidráulica de Potencia.

OBJETIVO DE LA ASIGNATURA

El alumno diseñará circuitos hidráulicos y neumáticos y resolverá problemas planteados en clase, aplicando los principios de funcionamiento de las máquinas hidráulicas.

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Máquinas Hidráulicas

No. UNIDAD

I

CLAVE: NOMBRE:

HOJA: 3 DE 10

Generalidades

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno explicará la importancia, clasificación y uso general de las máquinas hidráulicas, así como los principios básicos de las mismas y resolverá problemas planteados en clase. No. TEMA

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7

TEMAS HORAS

Introducción. Máquinas hidráulicas. Definición. Importancia y uso general. Clasificación y aplicación de las máquinas hidráulicas. Ecuación de Euler. Deducción, aplicación. Componentes. Ejercicios.

Sub total

T 1.5 3.0 1.5 1.5

P 3.0

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

4B, 5B

1.5 1.5 1.5

1.5 1.5 1.5

12.0

EC 1.5 3.0 1.5 1.5

3.0

12.0

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Exposiciones relacionadas a la clasificación y aplicación de las máquinas hidráulicas por parte de los alumnos. Trabajos extra clase (tareas) Búsquedas bibliográficas referente a la ecuación de Euler. Recursos audiovisuales: Rotafolios, gráficas, proyector de acetatos etc. Realización de prácticas de laboratorio referente a bomba reciprocante. Solución de ejercicios.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Aplicación del primer examen departamental que abarcará las unidades I y II Participación en clase, tareas y prácticas de laboratorio

corresponde al 80% 20%

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CLAVE:

Máquinas Hidráulicas II

NOMBRE:

HOJA: 4 DE 10

Máquinas Hidráulicas de Desplazamiento Positivo

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno diseñará y seleccionará circuitos hidráulicos y neumáticos aplicando los principios de funcionamiento de las máquinas hidráulicas de desplazamiento positivo. No. TEMA

2.1. 2.2. 2.3. 2.3.1. 2.3.1.1 2.3.1.2 2.3.1.3 2.3.2 2.3.2.1 2.3.2.2 2.4 2.5 2.6 2.7

TEMAS

HORAS

Introducción. Principio de operación. Principio de desplazamiento positivo. Clasificación. Ejercicios y ejemplos. Parámetros Principales. Definición y cálculo de: Caudal. Presión. Altura efectiva. Potencia útil. Potencia de accionamiento. Potencia Indicada o Interna. Rendimientos y problemas. Circuitos Hidráulicos. Componentes Principales Circuitos Elementales.

Sub total

T 1.5 3.0

P 6.0

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

EC 1.5 3.0 1.5

1.5

4B, 5B, 3B, y 6B.

1.5 1.5 1.5 1.5

1.5 1.5 1.5 1.5

12.0

6.0

12.0

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Exposiciones orales relacionada a los principales parámetros de las máquinas hidráulicas por parte de los alumnos Resolución de problemas bajo la dirección del profesor Tareas extra clase Prácticas de laboratorio referente a bomba reciprocante.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Aplicación del primer examen departamental que abarcará las unidades I y II Participación en clase, tareas y prácticas de laboratorio

corresponde al 80% 20%

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Máquinas Hidráulicas

No. UNIDAD

III

CLAVE:

HOJA: 5 DE

10

NOMBRE: Introducción a Bombas Rotodinámicas y Turbinas OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno deducirá las expresiones matemáticas que rigen el comportamiento del fluido en el interior de las máquinas rotodinámicas y las aplicará en la solución de ejercicios planteados en clase.

No. TEMA

3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5.

TEMAS

HORAS

Introducción. Ecuación de impulso y cantidad de movimiento. Aplicación a elementos de turbo máquinas. Ecuación de Euler para turbo máquinas. Aplicación a turbo máquinas. Cavitación Problemas

Sub total

T 1.5 3.0

P 4.5

EC 1.5 3.0

1.5

1.5

4.5 1.5

4.5 1.5

12.0

4.5

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

4B, 5B,7C

12.0

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Exposiciones orales por parte de los alumnos. Trabajos extra clase (tareas) Búsquedas bibliográficas referente a bombas rotodinámicas y turbinas. Recursos audiovisuales: Rotafolios, gráficas, proyector de acetatos etc. Realización de prácticas de laboratorio relacionadas con bombas centrifugas. Solución de ejercicios

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Aplicación del segundo examen departamental que abarcará las unidades III y IV Participación en clase, tareas y prácticas de laboratorio

corresponde al 80% 20%

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ASIGNATURA:

Máquinas Hidráulicas

No. UNIDAD

IV

CLAVE:

HOJA: 6 DE 10

NOMBRE: Bombas Rotodinámicas OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno aplicará los principios de funcionamiento de las bombas rotodinámicas para resolver problemas de diferentes tipos de bomba con parámetros reales, planteados en clase y el laboratorio.

No. TEMA

TEMAS

HORAS

4.1. 4.2. 4.3. 4.3.1. 4.3.2. 4.3.3. 4.3.4. 4.3.5. 4.4. 4.5 4.6

Introducción. Bombas rotodinámicas. Definición. Clasificación. Tipos. Cálculo y definición de parámetros principales: Caudal. Altura teórica Altura efectiva. Potencias Rendimientos Instalación. Cavitación en bombas rotodinámicas. Problemas

Sub total

T 3.0 3.0 3.0

P 4.5

EC 3.0 3.0 3.0

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

2C, 7C y 8C.

3.0 1.5 1.5

3.0 1.5 1.5

15.0

4.5

15.0

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Búsqueda bibliografíca por parte de los alumnos referente a bombas rotodinámicas Resolución de problemas bajo la dirección del profesor Tareas extra clase Prácticas de laboratorio relacionada con la turbina tipo Pelton.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Aplicación del segundo examen departamental que abarcará las unidades III y IV Participación en clase, tareas y prácticas de laboratorio

corresponde al 80% 20%

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Máquinas Hidráulicas

No. UNIDAD

V

CLAVE:

HOJA: 7 DE 10

NOMBRE: Turbinas Hidráulicas OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno aplicará los principios de funcionamiento de las turbinas hidráulicas en la solución de problemas planteados en clase y en laboratorio. No. TEMA

TEMAS

HORAS

T 3.0

P 9.0

EC 3.0

5.1.

Introducción

5.2.

3.0

3.0

5.3.

Clasificación. Turbinas principales: Pelton, Francis y Kaplan Características. Problemas. Descripción breve de una planta hidroeléctrica. Visita.

3.0

3.0

5.4.

Cavitación en turbinas hidráulicas

3.0

3.0

5.5.

Problemas

3.0

3.0

Sub total

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

7C y 8C.

15.0

9.0

15.0

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Exposiciones y /o intervenciones orales por parte de los alumnos. Trabajos extra clase (tareas) Búsquedas bibliográficas. Recursos audiovisuales: Rotafolios, gráficas, proyector de acetatos etc. Realización de prácticas de laboratorio. Solución de ejercicios

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Aplicación del tercer examen departamental que abarcará las unidades V y VI corresponde al 80% Participación en clase, tareas y prácticas de laboratorio 20%

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Máquinas Hidráulicas

No. UNIDAD

VI

CLAVE:

HOJA: 8 DE 10

NOMBRE: Ventiladores. OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno describirá el funcionamiento, las partes y componentes de un ventilador centrífugo y su impulso en función del flujo a manejar. Calculará pérdidas, potencia y eficiencia para una correcta selección. Resolverá problemas planteados en clase.

No. TEMA

6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8

TEMAS

HORAS

T 1.5 1.5 3.0 1.5 1.5 1.5 1.5 3.0

Clasificación Funcionamiento y partes componentes. Triángulo de velocidades. Grado de reacción. Presión total útil. Rendimientos y Potencias. Selección de ventiladores. Usos especiales.

Sub total

15.0

P

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

EC 1.5 1.5 3.0 1.5 1.5 1.5 1.5 3.0

1B

15.0

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Exposiciones orales por parte de los alumnos a las técnicas empleadas para seleccionar un ventilador Resolución de problemas bajo la dirección del profesor Búsqueda documental referente al funcionamiento y partes componentes. Tareas extra clase

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN Aplicación del tercer examen departamental que abarcará las unidades V y VI corresponde al 80% Participación en clase, tareas y prácticas de laboratorio 20%

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ASIGNATURA:

Máquinas Hidráulicas

CLAVE:

HOJA: 9 DE 10

RELACIÓN DE PRÁCTICAS PRACT. No.

NOMBRE DE LA PRÁCTICA

UNIDAD

DURACIÓN

1

Bomba reciprocarte.

I,II

4.5

2

Circuito Hidráulico.

II

4.5

3

Bomba centrífuga.

III

4.5

4

Turbina Pelton

IV

4.5

5

Turbina Francis.

V

4.5

6

Turbina Kaplan.

V

4.5

Total

27.0

LUGAR DE REALIZACIÓN

Todas las prácticas se realizarán en el Laboratorio de Máquinas Hidráulicas

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ASIGNATURA:

Máquinas Hidráulicas

PERÍODO UNIDAD

CLAVE:

HOJA: 10 DE 10

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN La primera evaluación constará del examen departamental (80%), y participación en clase, tareas y prácticas de laboratorio (20%)

1

I,II

2

III, IV

La segunda evaluación constará del examen departamental (80%), y clase, tareas y prácticas de laboratorio (20%)

3

V, VI

La tercera evaluación constará del examen departamental (80%), y participación en clase, tareas y prácticas de laboratorio (20%)

participación en

La evaluación del curso es le promedio de los tres periodos siempre cuando el alumno cumpla con los requisitos establecidos en el reglamento de estudios escolarizados para los niveles medio superior y superior.

CLAVE

B

1

X

2 3

X

4

X

5 6

X X

C

X

7

X

8

X

BIBLIOGRAFÍA Aguilar G. Carlos. Apuntes de Academia de Hidráulica, ESIME, México, 2004, 150 págs. Carter y Karassik, Igor J. Bombas Centrífugas, Selección, Operación y Mantenimiento, Continental, México, 1983, 659 págs. Festo didactic. Introducción a la Neumática, Festo Didactic, Alemania, 1988, 160 págs. Matáix, Claudio. Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas. Oxford University Press, México, 2003, 651 págs. Montesinos, Polo. Turbo maquinaria, Limusa, México, 1984, 261 págs. Vickers y Sperry. Manual de Hidráulica Industrial, Sperry y Vickers, México, 1997, 123 págs. Viejo Zubicaray, Miguel. Bombas,Teoría, Diseño y Aplicaciones, Limusa, México, 290 págs. Viejo Zubicaray, Miguel. Energía Hidroeléctrica, Limusa, México, 330 págs.

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PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA 1. DATOS GENERALES ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidades Culhuacán y Azcapotzalco CARRERA:

Ingeniería Mecánica

ÁREA:

BÁSICAS C. INGENIERÍA

ACADEMIA:

SEMESTRE

D. INGENIERÍA

Hidráulica e Ingeniería Hidráulica

ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO:

Séptimo

C. SOC. y HUM.

ASIGNATURA: Máquinas Hidráulicas Licenciatura en Ingeniería Mecánica

2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: El alumno diseñará circuitos hidráulicos y neumáticos y resolverá problemas planteados en clase, aplicando los principios de funcionamiento de las máquinas hidráulicas. 3. PERFIL DOCENTE: CONOCIMIENTOS Propios de la asignatura Sobre Ciencias Básicas. De administración y cómputo.

EXPERIENCIA PROFESIONAL Es recomendable que tenga tres años de experiencia docente en la enseñanza superior y/o en trabajos relacionados con la asignatura.

ELABORÓ

HABILIDADES

ACTITUDES

Dominio de la asignatura. Manejo de grupos. Comunicación (transmisión del conocimiento) Capacidad de Análisis y Síntesis. Motivación al alumno. Manejo de materiales didácticos. Creatividad.

REVISÓ

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PRESIDENTES DE ACADEMIA Ing. Fidencio Burgos Zazueta Ing. Roberto Flores Rentería

SUBDIRECTORES ACADÉMICOS M. en C. Ricardo Cortéz Olivera Ing. Rubén Juárez Barrientos

Tener vocación por la docencia. Honestidad. Ejercicio de la crítica fundamental. Respeto (buena relación maestro-alumno) Tolerancia. Ética. Responsabilidad. Espíritu de colaboración. Superación docente y profesional. Compromiso social.

AUTORIZÓ

____________________ DIRECTORES Ing. Jorge Gómez Villarreal Ing. Ernesto Mercado Escutia FECHA:

Marzo 2006

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