El examen final abarca ejercicios prácticos y preguntas teóricas sobre el programa analítico dictado en el curso. Excluyéndose las unidades 10, 11 y 12 y algunos ítems de la unidad 5, 6 y 7 según se aclara en otra entrada.
Programa Analítico
UNIDAD 1. PROPIEDADES FISICAS DE LOS FLUIDOS.
1.1. Definición de fluido. Diferencias entre sólidos y fluidos.
1.2. Concepto de partícula. Hipótesis del Continum.
1.3. Densidad, peso Específico, densidad relativa, presión, temperatura
1.4. Ecuación de Newton. Viscosidad.
1.5. Compresibilidad. Módulo de compresibilidad.
1.6. Tensión Superficial. Ecuación fundamental. Capilaridad.
1.7. Tensión de vapor de un líquido. Cavitación.
UNIDAD 2. EQUILIBRIO DE LOS FLUIDOS.
2.1. Características de la presión en un fluido en reposo relativo.
2.2. Ecuación fundamental de la Hidrostática.
2.3. Manómetros, presión absoluta, presión relativa o manométrica.
2.4. Fuerzas sobre superficies sumergidas:
2.4.1. Fuerzas sobre superficies planas.
2.4.2. Fuerzas sobre superficies curvas.
2.5. Flotación:
2.5.1. Empuje.
2.5.2. Estabilidad de los cuerpos sumergidos y flotantes.
UNIDAD 3. MOVIMIENTO DE LOS FLUIDOS.
3.1. Punto de vsta Euleriano. Punto de vsta Lagrangiano.
3.2. Definición de Línea de Corriente. Flujo prmanente y no permanente. Flujo uni, bi y tridimensional.
3.3. Derivada Parcial, derivada total y derivada sustancial.
3.4. Ecuaciones del movimiento de los fluidos aplicadas a volúmenes de control.
3.4.1. Ecuación de continuidad.
3.4.2. Ecuación de cantidad de movimiento.
3.4.2.1. Distribución de presiones en flujo uniforme.
3.4.2.2. Ecuación del momento cinético.
3.4.3. Ecuación de la energía. Ecuación de Bernoulli.
3.5. Factores de corrección de la cantidad de movimiento y de la energía cinética.
UNIDAD 4. ANALISIS DIMENSIONAL Y SEMEJANZA.
4.1. Teoría de Modelos. Semejanza.
4.1.1. Números adimensionales.
4.2. Análisis Dimensional.
4.2.1. Teorema Pi de Buckingham.
UNIDAD 5. FLUJO POTENCIAL, IRROTACIONAL O IDEAL.
5.1. Planteo del problema. Planteo de las Ecuaciones básicas.
5.2. Circulación, vorticidad, irrotacionalidad.
5.3. Ecuaciones de Euler. Ecuación de Bernoulli.
5.4. Soluciones elementales para flujos planos.
5.4.1. Corriente uniforme.
5.4.2. Fuente y sumidero.
5.4.3. Vórtice libre.
5.5. Superposición de flujos planos
5.5.1. Fuente y sumidero equidistantes del origen.
5.5.2. Doblete.
5.5.3. Cilindro sin rotación.
5.5.4. Cilindro con rotación.
5.6. Perfil alar de envergadura infinita.
5.7. Perfil alar de envergadura finita.
UNIDAD 6. FLUJO LAMINAR
6.1. Planteo del problema. Planteo de las Ecuaciones básicas.
6.2. Condición de viscosidad.
6.3. Ecuaciones de Navier – Stokes. Tensor de tensiones
6.4. Capa Límite laminar
UNIDAD 7. FLUJO TURBULENTO
7.1. Planteo del problema. Planteo de las ecuaciones básicas.
7.2. Repaso de algunas propiedades de las variables estadísticas.
7.3. Hipótesis de turbulencia. Hipótesis de Prandtl
7.4. Tensor de tensiones turbulento. Tensor de tensiones aparente.
7.5. Distribución de velocidades sobre una placa plana. Capa límite turbulenta.
UNIDAD 8. ESCURRIMIENTO PERMANENTE EN CONDUCTOS.
8.1. Línea de alturas piezométricas.
8.2. Ecuación de Darcy – Weisbach.
8.3. Determinación de las variables que intervienen en el factor de fricción.
8.4. Ensayo de Reynolds. Régimen Laminar, Crítico y Turbulento.
8.5. Determinación del factor de fricción.
8.5.1. Factor de fricción en régimen laminar.
8.5.2. Factor de fricción en régimen turbulento:
8.5.2.1. Concepto de rugosidad.
8.5.2.2. Factor de fricción para tubos totalmente lisos.
8.5.2.3. Factor de fricción para tubos totalmente rugosos.
8.5.2.4. Expresión de Colebrook –White.
8.6. Diagrama de Moody.
8.7. Fórmulas antiguas aplicadas al agua.
8.8. Pérdidas de carga localizadas.
8.9. Casos típicos en una cañería simple.
8.10. Conductos de sección no circular.
8.11. Longitud equivalente.
8.12. Cañerías con presiones negativas. Funcionamiento como sifón.
UNIDAD 9. ESCURRIMIENTO EN CANALES EN REGIMEN PERMANENTE.
9.1. Conceptos generales.
9.2. Flujo permanente y uniforme en un canal.
9.2.1. Fórmula de Chezy.
9.2.2. Fórmula de Manning.
9.2.3. Sección Hidráulica óptima.
9.2.4. Resolución de casos simples.
9.2.5. Canales con planicie de inundación
9.3. Flujo permanente uniformemente variado.
9.3.1. Ondas gravitacionales.
9.3.2. Ecuación de la pendiente de la superficie libre.
9.3.3. Energía específica.
9.3.4. Curvas de remanso y caída.
9.3.4. Resolución del flujo uniformemente variado.
9.4. Flujo Permanente bruscamente variado. Resalto Hidráulico.
9.4.1. Alturas conjugadas.
9.4.2. Pérdida de energía a través del resalto.
9.4.3. Longitud del resalto
9.4. Canales con cambio de pendiente.
9.5. Descarga de un canal.
UNIDAD 10. SINGULARIDADES EN CONTORNOS ABIERTOS Y CERRADOS. ORIFICIOS Y VERTEDEROS.
10.1. Orificios.
10.1.1. Fórmula general del gasto para orificio perfecto.
10.1.2. Velocidad de llegada. Contracción parcialmente suprimida. Contracción incompleta.
10.1.3. Orificio de gran altura respecto a la carga.
10.1.4. Orificios total y parcialmente sumergidos.
10.1.5. Placa orificio.
10.1.6. Orificio en pared gruesa.
10.1.7. Tubos adicionales. Tubos entrantes o de Borda.
10.1.8. Orificios bajo carga variable.
10.2. Vertederos.
10.2.1. Elementos que lo componen.
10.2.2. Vertedero perfecto. Condiciones.
10.2.3. Velocidad de llegada. Contracción lateral. Sección triangular, rectangular y trapezoidal.
10.2.4. Aireación de la napa inferior.
10.2.5. Vertederos de presa.
10.2.6. Vertederos de pared gruesa.
UNIDAD 11. TURBO MÁQUINAS HIDRÁULICAS
11.1. Conceptos Generales. Clasificación.
11.2. Ejemplos simples de instalación de turbo máquinas hidráulicas.
11.3. Relaciones de semejanza en las turbo máquinas.
11.3.1. Coeficiente de capacidad, de carga y de potencia.
11.3.2. Curvas características.
11.4. Teoría elemental de las turbo máquinas.
11.4.1. Hélices.
11.4.2. El rodete radial.
11.5. Características particulares de las Turbo máquinas
11.5.1. Turbo máquinas de flujo tangencial.
11.5.2. Turbo máquinas de flujo axial.
11.5.3. Turbo máquinas de flujo radial.
11.5.4. Turbo máquinas de flujo mixto.
11.6. Punto de funcionamiento y cavitación. ANPA.
UNIDAD 12. MOVIMIENTO PERMANENTE EN CONDUCTOS CERRADOS. GOLPE DE ARIETE.
12.1. Descripción preliminar.
12.2. Ecuaciones diferenciales características de la onda.
12.3. Resolución por el método de las diferencias finitas.
12.4. Condiciones de contorno.
12.5. Cierre brusco y gradual de válvulas en conductos que desaguan en un depósito.