Turbomaquinas

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

SILABO DE TURBOMAQUINASI. IDENTIFICACIÓN

1.1. Experiencia Curricular: TURBOMAQUINAS1.2. Facultad: FACULTAD DE INGENIERIA1.3. Para estudiantes de la carrera: INGENIERIA MECANICA

1.3.1. Sede: Trujillo1.4. Calendario Académico: 2014-II1.5. Año/Ciclo Académico: 81.6. Código de curso: 15351.7. Sección: A1.8. Creditos: 41.9. Número de Rotaciones, veces que se desarrolla la experiencia curricular en el año/ciclo académico: 11.10. Duración por vez de rotación (Nro. de Semanas/Días): 161.11. Extensión horaria:

1.11.1. Total de horas semanales: 5- Horas Teoría: 3- Horas Práctica: 2

1.11.2. Total de Horas Año/Semestre: 851.12. Organización del tiempo Anual/Semestral:

Tipo Total Unidad Semana/DíaActividades Hs I II III Aplazado

- Sesiones Teóricas 48 15 18 15 ---- Sesiones Prácticas 26 8 10 8 ---- Sesiones de Evaluación 11 2 2 2 5

Total Horas 85 --- --- --- ---

1.13. Prerrequisitos: - Cursos:

- MECANICA DE FLUIDOS II- Creditos: No necesarios

1.14. Docente(s): 1.14.1. Coordinador(es):

Descripción Nombre Profesión EmailCoordinador General PINEDO LUJAN, CESAR

FERNANDOIngeniero Mecánico [email protected]

II. FUNDAMENTACIÓN Y DESCRIPCIÓNEl curso de Turbomáquinas se enmarca dentro de las ciencias aplicadas, ciencia y conocimiento para eldesarrollo tecnológico de la Ingeniería en el área energética de las turbomaquinarias; durante su desarrollose estudian las teorías fundamentales y metodologías para diseñar y seleccionar turbomáquinas, basados enun análisis fluidodinámico, tales como turbobombas, turbinas hidráulicas, turbinas eólicas, y ventiladores;siendo la Mecánica de Fluidos y la Termodinámica para Ingeniería Mecánica las asignaturas queproporcionan las herramientas analíticas y conceptos que emplean los ingenieros para diseñar y evaluarequipos donde la interacción entre los fluídos y paredes sólidas estén presentes.También se recurre a herramientas informáticas y computacionales con el fin de lograr una mayor precisióny rapidez en el desarrollo de algoritmos de diseño.Los contenidos presentados servirán al estudiante de Ingeniería Mecánica para desempeñarseeficientemente en los cursos posteriores de centrales de producción de energía, refrigeración y aireacondicionado.

III. APRENDIZAJES ESPERADOSCompetencia IntegradaConoce, comprende y aplica los conceptos termodinámicos y fluidodinámicos para diseñar, analizar,construir, desarrollar y optimizar las máquinas hidráulicas, con mayor amplitud en las turbomáquinasmotrices y operativas según criterios de optimización y eficiencia en el diseño energético desarrollandometodologías confiables de diseño y operación y a la vez valorar la importancia de las turbomáquinas en sucampo profesional.Conceptual.Conoce los conceptos y relaciones fundamentales de la mecánica de fluidos y termodinámica, aplicada a losfenómenos del movimiento de un fluido en las turbomáquinas y su interacción con paredes sólidas paratransmitir o recibir trabajo.

Procedimental.Conoce y aplica los métodos de diseño y selección de turbomaquinaria en sistemas con bombas, centrales

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hidráulicas, eólicas y distribución de aire e interpreta metodologías prácticas para resolver problemas enIngeniería Mecánica relacionados con la vida diaria y con la tecnología moderna vinculados a lasturbomáquinas y al aprovechamiento de recursos energéticos.Actitudinal.Interpreta, diferencia y aplica las metodologías de auditoria energética despertando así interés e iniciativasde mejoramiento y optimización, mostrándose reflexivo y crítico frente a aportes e implicancias del avancecientífico-tecnológico e investigación de las áreas de la Ingeniería Mecánica así como valora el compromisode su formación íntegra profesional.

IV. PROGRAMACIÓN

4.1. UNIDAD 1

4.1.1. Denominación: TEORIA ELEMENTAL DE TURBOMAQUINAS Y ANALISIS DETURBOBOMBAS.

4.1.2. Inicio: 2014-08-18 Termino: 2014-09-19 Número de Semanas/Días: 5

4.1.3. Objetivos de Aprendizaje

Duración: 05 semanasObjetivos de Aprendizaje:Capacidades:a)Describe y analiza los conceptos y relaciones fundamentales de la interacciónfluido-turbomáquina.b)Analizar las definiciones y conceptos fundamentales usados en turbomaquinaria.c)Describir la ecuación fundamental de las turbomáquinas.d)Identificar los elementos constitutivos de bombas así como las consideraciones de velocidaddel flujo y rendimientos para su análisis.e)Describir y analizar las Leyes de Semejanza de bombas hidráulicas. f)Analizar y aplicar las curvas características de las bombas hidráulicas. g)Ejecutar y analizar los algoritmos de diseño de bombas hidráulicas. h)Interpretar y analizar las condiciones de funcionamiento de las turbobombas fuera del punto dediseño. i)Recopilar por iniciativa propia información adicional sobre los alcances de los métodos para eldiseño, selección, instalación, operación y mantenimiento de bombas hidráulicasActitudes:a)Valorar los Conceptos Fundamentales y métodos de análisis de turbomaquinaria como aporte ala solución de problemas en Ingeniería b)Despierta la creatividad e imaginación en el empleo de metodologías de análisis y evaluaciónenergética de máquinas y dispositivos hidráulicos.c)Respeta, reflexiona y critica ideas ajenas producidas y se enmarca en el trabajo de grupo ydirigencial. d)Reconoce y valora la utilidad de software e interfaces informáticas como herramientas pararealizar cálculos y su representación. e)Trabaja en forma individual y grupal participando activamente en la ejecución de lasactividades planteadas y aceptando responsabilidades.f)Manifiesta interés por profundizar en el diseño de modelos matemáticos y software de calculo yauditoria de turbomaquinaria.

4.1.4. Desarrollo de la Enseñanza-Aprendizaje:

Semana/Día

Actividades y Contenidos

Semana/Día 1Inicio: 2014-08-18Termino: 2014-08-22

Introducción. Nociones preliminares. Energía intercambiada en el rodete. Ecuaciones de Euler.Análisis de velocidades del flujo en una máquina hidráulica. Análisis de pérdidas y Rendimientos en las máquinas hidráulicas.Cálculo de pérdidas y rendimientos mecánico, hidráulico y volumétrico


Introducción. Nociones preliminares. Energía intercambiada en el rodete. Ecuaciones de Euler.Análisis de velocidades del flujo en una máquina hidráulica. Análisis de pérdidas y Rendimientos en las máquinas hidráulicas.Cálculo de pérdidas y rendimientos mecánico, hidráulico y volumétrico

Semana/Día 3Inicio:

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Elementos constitutivos. Parámetros de forma y campo. Rendimiento de Bombas. Cálculo derendimientos mecánico, hidráulico y volumétrico en bombas.- Practica Calificada (PC)


2014-09-01Termino: 2014-09-05

Análisis y Semejanza de bombas. Curvas características de bombas.Cavitación. Solución de ejercicios y casos de estudio. Determinación experimental de curvas deoperación de bombas.


Elementos constitutivos. Parámetros de forma y campo. Rendimiento de Bombas. Cálculo derendimientos mecánico, hidráulico y volumétrico en bombas.- Practica Calificada (PC) Análisis y Semejanza de bombas. Curvas características de bombas.Cavitación. Solución de ejercicios y casos de estudio. Determinación experimental de curvas deoperación de bombas.


Algoritmo de diseño de bombas. Análisis de prestaciones fuera del punto de diseño. Análisis ysolución de problemas de cálculo de los parámetros de operación fuera de sus condiciones de diseño.Primer Examen Parcial

4.1.5. Evaluación del Aprendizaje:

Semana/Día

Técnica/Instrumento

Semana/Día 1Inicio: 2014-08-18Termino:2014-08-22

Exposición tipo conferencia por parte del docente y periódicamente porlos alumnos.Dinámica de grupos: Problemas propuestos.Pizarra, plumones, proyector multimedia, separatas.


Exposición tipo conferencia por parte del docente y periódicamente porlos alumnos.Dinámica de grupos: Problemas propuestos.Pizarra, plumones, proyector multimedia.







4.2. UNIDAD 2

4.2.1. Denominación: FUNDAMENTOS Y ANÁLISIS DE TURBINAS HIDRÁULICAS



Capacidades:a)Analiza, aplica, calcula y selecciona adecuadamente los parámetros de diseño y funcionamientode las turbinas hidráulicas para un funcionamiento eficiente y económico en los sistemas degeneración de energía hidráulica.b)Explicar las generalidades sobre turbinas.c)Explicar los elementos constitutivos de turbinas así como las consideraciones de velocidad delflujo y rendimientos para su análisis.d)Describir y analizar las Leyes de Semejanza de turbinas. e)Analizar y aplicar las curvas características de las turbinas.

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f)Ejecutar y analizar los algoritmos de diseño de turbinas. g)Recopilar por iniciativa propia información adicional sobre los alcances de los métodos para eldiseño, selección, instalación, operación y mantenimiento de turbinas hidráulicas.Actitudes:a)Despierta la creatividad e imaginación en el empleo de metodologías de análisis y evaluaciónenergética de maquinas y dispositivos hidráulicos.b)Respeta, reflexiona y critica ideas ajenas producidas y se enmarca en el trabajo de grupo ydirigencial. c)Reconoce y valora la utilidad de software e interfaces informáticas como herramientas pararealizar cálculos y su representación. d)Trabaja en forma individual y grupal participando activamente en la ejecución de lasactividades planteadas y aceptando responsabilidades.e)Manifiesta interés por profundizar en el diseño de modelos matemáticos y software de calculoy auditoria de maquinas y dispositivos hidráulicos.


Semana/Día



Generalidades sobre turbinas. Turbinas Hidráulicas tipo Pelton. Solución de ejercicios y casos deestudio. Determinación experimental de curvas de operación de turbinas Pelton


Generalidades sobre turbinas. Turbinas Hidráulicas tipo Pelton. Solución de ejercicios y casos deestudio. Determinación experimental de curvas de operación de turbinas Pelton


Análisis de las condiciones de operación de turbinas hidráulicas tipo Pelton.Práctica calificada. Generalidades sobre Turbinas Francis y Kaplan. Solución de ejercicios y casos de estudio. Simulación de operación de turbinas Francis.


Análisis de las condiciones de operación de turbinas hidráulicas tipo Pelton.Práctica calificada. Generalidades sobre Turbinas Francis y Kaplan. Solución de ejercicios y casos de estudio. Simulación de operación de turbinas Francis.


Turbinas Michell Banki. Determinación del algoritmo de diseño y de operación de turbinas MichellBanki. Revisión del avance del Proyecto de diseño de Turbinas hidráulicasSegundo Examen Parcial


Turbinas Michell Banki. Determinación del algoritmo de diseño y de operación de turbinas MichellBanki. Revisión del avance del Proyecto de diseño de Turbinas hidráulicasSegundo Examen Parcial


Semana/Día



Exposición tipo conferencia por parte del docente y periódicamente porlos alumnos.Dinámica de grupos: Problemas propuestos. Pizarra Acrílica, motas yplumones para pizarra de varios colores. ; Retroproyector paratransparencias y cañón multimedia. ; Separatas, software, videos eInternet. (Centro de Cómputo). ; Bibliografía especializada sobre los

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contenidos.Semana/Día 7Inicio: 2014-09-29Termino:2014-10-03

Exposición tipo conferencia por parte del docente y periódicamente porlos alumnos.Dinámica de grupos: Problemas propuestos. Pizarra Acrílica, motas yplumones para pizarra de varios colores. ; Retroproyector paratransparencias y cañón multimedia. ; Separatas, software, videos eInternet. (Centro de Cómputo). ; Bibliografía especializada sobre loscontenidos.









4.3. UNIDAD 3

4.3.1. Denominación: “FUNDAMENTOS Y ANALISIS DE TURBINAS EÓLICAS yVENTILADORES”



Capacidades:a)Analiza, aplica, calcula y selecciona adecuadamente los parámetros de diseño y funcionamientode las turbinas eólicas y ventiladores para un funcionamiento eficiente y económico en lossistemas de generación de energía y de ventilación.b)Explicar las generalidades sobre ventiladores y turbinas eólicas.c)Explicar los elementos constitutivos de ventiladores y turbinas eólicas así como lasconsideraciones de velocidad del flujo y rendimientos para su análisis.d)Describir y analizar las Leyes de Semejanza de ventiladores. e)Ejecutar y analizar los algoritmos de diseño de ventiladores y turbinas eólicas. f)Recopilar por iniciativa propia información adicional sobre los alcances de los métodos para eldiseño, selección, instalación, operación y mantenimiento de ventiladores y turbinas eólicas.Actitudes:a)Despierta la creatividad e imaginación en el empleo de metodologías de análisis y evaluaciónenergética de turbinas eólicas y ventiladores.b)Respeta, reflexiona y critica ideas ajenas producidas y se enmarca en el trabajo de grupo ydirigencial. c)Reconoce y valora la utilidad de software e interfaces informáticas como herramientas pararealizar cálculos y su representación. d)Trabaja en forma individual y grupal participando activamente en la ejecución de lasactividades planteadas y aceptando responsabilidades.e)Manifiesta interés por profundizar en el diseño de modelos matemáticos y software de cálculo

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y simulación de turbinas eólicas y ventiladores.


Semana/Día



Generalidades sobre turbinas eólicas. Componentes. Energía disponible del viento. Criterios de instalación. Algoritmo de diseño y selección de turbinas eólicas para aerogeneradores y aerobombas. Solución de ejercicios y casos de estudio. Análisis de la performance de las turbinas eólicas fuera de sus puntos de diseño.Práctica calificada.


Generalidades sobre turbinas eólicas. Componentes. Energía disponible del viento. Criterios de instalación. Algoritmo de diseño y selección de turbinas eólicas para aerogeneradores y aerobombas. Solución de ejercicios y casos de estudio. Análisis de la performance de las turbinas eólicas fuera de sus puntos de diseño.Práctica calificada.


Generalidades sobre Ventiladores. Descripción de componentes y parámetros de operación. Solución de ejercicios y casos de estudio deselección de ventiladores.


Generalidades sobre Ventiladores. Descripción de componentes y parámetros de operación. Solución de ejercicios y casos de estudio deselección de ventiladores.


Sustentación y Presentación de Proyecto de diseño de turbinas eólicas o ventiladores.Tercer Examen Parcial


Semana/Día








Semana/Día 15Inicio: 2014-11-24

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Exposición tipo conferencia por parte del docente y periódicamente porlos alumnos.Dinámica de grupos: Problemas propuestos. Pizarra Acrílica, motas yplumones para pizarra de varios colores. ; Retroproyector para


Termino:2014-11-28

transparencias y cañón multimedia. ; Separatas, software, videos eInternet. (Centro de Cómputo). ; Bibliografía especializada sobre loscontenidos.



4.4. APLAZADO

Semana/Día Técnica/Instrumento Semana/Día 17 Examen de Aplazado, evaluaciones pertimentes

del curso.

V. NORMAS DE EVALUACIÓNBase Legal: Reglamento de Normas Generales de Evaluación del Aprendizaje de los Estudiantes dePregrado de la Universidad Nacional de Trujillo.Título II: Régimen de Evaluación Ordinaria. Capitulo III: De la Aprobación de la Asignatura.Art.21: Son requisitos para la aprobación de una asignatura:(a)Tener una asistencia no menor del 70% a las diferentes actividades programadas en la signatura.(b)Obtener una anota promocional aprobatoria al promediar las notas alcanzadas en las evaluacionesparciales.(c)Cumplir con los requisitos específicos de evaluación y aprobación de la asignatura consignados en elsílabo, de acuerdo a las normas establecidas en cada Facultad.Art.22: El estudiante que hubiese rezagado una evaluación parcial deberá rendirla antes de la evaluación dela última parte, unidad o módulo. Si en esta oportunidad tampoco se presentase, el profesor le asignara lanota mínima de CERO (0).Si se trata de la evaluación de la ultima unidad, el profesor le concederá oportunidad, a petición delestudiante y solo si el promedio de todas las unidades anteriores es igual o mayor a OCHO (8). Esto se harádentro de los plazos aprobados para la entrega de las Pre actas.Art.23: Los estudiantes que registren mas del 30% de inasistencias, serán considerados comoINHABILITADOS en la asignatura, situación que se considera como matricula utilizada.

PROCESO DE EVALUACIÓNUNIDADEVALUACION PESOPRIMERA, SEGUNDA Y TERCERA Prácticas calificadas(PC)

Intervenciones Orales – exposiciones (I) 1Informes laboratorio y trabajos prácticos (I) 1Examen Parcial (EP) 2

Para cada unidad: PU = (PC + I + 2* EP) /4

LA NOTA PROMOCIONAL SE OBTENDRÁ DE:

NP=(PUI+PUII+PUIII)/3

NP >= 10,5 es nota aprobatoria.

•La asistencia es obligatoria, el 30% de inasistencias inhabilita al alumno del curso y de su evaluación.•Aprueba la asignatura con la nota promedio final igual o mayor que 10,5.•Los alumnos desaprobados tienen derecho a un Examen de Aplazados (EA) de toda la asignatura, la cuales independiente de la nota promedio final, si su nota promocional es mayor o igual a 08 (ocho).

VI. CONSEJERÍA/ORIENTACIÓN•Propósito: Orientar y aconsejar a los estudiantes para que tengan un óptimo desarrollo académico ypersonal.•Estrategias de Prestación del servicio:La interrelación personal entre consejero y aconsejado debe estar enmarcado en un clima decomprensión, tolerancia, respeto y aceptación incondicional.•Lugar y horario para la Consejería: Cubo del docente: Viernes de 11:00 a.m. a 01:00 p.m.

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VII. BIBLIOGRAFÍABÁSICA:9.1MATAIX CLAUDIO. Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas. Segunda Edición. México.Editorial Harla. 1988. 651 pgs. ISBN: 968-6034-29-3. 9.2JARA TIRAPEGUI WILFREDO. Máquinas Hidráulicas. Fondo Editorial INIFIM – UNI. W&HEditores. Lima Perú. 1998.9.3ITDG – PERU. Manual de mini y Microcentrales Hidráulicas. Olade Lima. Perú. 1996. 275 págs. ISBN:1-85339-278-2. 9.4MC NAUGHTON KENNETH. Bombas Selección Uso y Mantenimiento. Editorial Mc Graw Hill.México 1999. 371 págs. ISBN: 968-422-036-7. 9.5GREENE RICHARD W. Compresores Selección Uso y Mantenimiento. Editorial Mc Graw Hill.México 1992. 292 págs. ISBN: 968-422-032-4.9.6JIPE PAUL. Energía Eólica Práctica. Editorial PROGENSA. España. 2000. 192 págs. ISBN:84-86505-88-7.9.7ORTEGA RODRIGUEZ MARIO. Energías Renovables. Thomson Paraninfo Editores. España. 1999.328 págs. ISBN: 84-283-2582-0.

COMPLEMENTARIA:9.8SHAMES, Irving H.; Mecánica de Fluidos, 4ta Edición. Mc Graw – Hill, Santa Fe de Bogotá.Colombia. 1995.9.9GEHART; P. Y Otros; Fundamentos de Mecánica de Fluidos. 2da Edición, Estados Unidos.Addison-Wessley Iberoamericana, 1995. 1085 pgs. ISBN: 0-201-60105-2.9.10CENGEL Y.CIMBALA J. Mecánica de Fluidos. 2da edición. México. McGraw-Hill. Interamericana.2006. 915 pgs. ISBN: 970-10-5612-4.9.11Hidrostal S.A. Dpto. Diseño Bombas Centrífugas y Helicoidales. Lima-Perú 1999.9.12MATAIX CLAUDIO. Máquinas Hidráulicas. Primera edición. Madrid. España. Editorial ICAI. 1985.1349 pgs. ISBN: 84-600-6662-2.9.13VIEJO Z. M. Bombas. Segunda Edición. Editorial Limusa. México. 1983. 9.14LYSEN E.H. Introduction to wind Energy. Segunda edición. The Netherlands. 1983.9.15TIAGO F. G. L. Desarrollo Teórico y Experimental para dimensionamiento de una Turbina HidráulicaMichell-Banki. Tesis para obtener el Grado de Maestro en Ciencias: Ingeniería Mecánica. Escuela Federalde Ingeniería de Itajubá. Brasil. 1987

DIRECCIONES DE INTERNET:FLOWSERVE. Flowserve is a leading manufacturer and aftermarket service provider of flowcontrol products and services for the world's most critical applications. [Ref. de 25 febrero 2012].Disponible en web: www.durcopump.com.FLUID POWER SOCIETY. Fluid Power Journal has been the resource for certified fluid powerprofessionals promoting education, personal development, and reporting on the latest news anddevelopments within fluid power. [Ref. de 10 enero 2012]. Disponible en web:www.fluidpowerjournal.com.PENTON. Revista de componentes hidráulicos y neumáticos. Transmisión de potencia a travésde flujos. [Ref. de 15 enero 2012]. Disponible en web: www.fpweb.com.GOULDS PUMPS. Empresa dedicada al estudio de flujos en sistemas de bombeo. [Ref. de 20febrero 2012]. Disponible en web: www.pumpzone.com.HYDROSTAL. Empresa de diseño y fabricación de sistemas de bombeo. Catálogos de bombas yaccesorios de sistemas de tuberías. [Ref. de 10 marzo 2012]. Disponible en web: www.hydrostal.com.

El presente Silabo de la Experiencia Curricular "TURBOMAQUINAS", ha sido Visado por el Director de laESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA, quien da conformidad al silaboregistrado por el docente PINEDO LUJAN, CESAR FERNANDO que fue designado por el jefe delDEPARTAMENTO ACADEMICO DE MECANICA Y ENERGIA.

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