Nestor Ejercicios Propuesto de Hidraulica 2

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA TAREA DE HIDRAULICA II CONTENIDO I. TUBERIAS EN SERIE, PARALELO Y EQUIVALENTE ............................................................. 2 II. HIDRAULICA DE DEPOSITOS ................................................................................................ 3 III. HIDRAULICA DE RED DE DISTRIBUCION.............................................................................. 7 IV. TUBERIAS RAMIFICADAS O ABIERTAS................................................................................. 8 V. SISTEMA HIDRAULICO DE REDES CERRADAS .................................................................... 9 VI. ELEMENTOS GEOMETRICOS DE LA SECCION TRANSVERSAL EN CANALES ................. 16 VII. ENERGIA EN CANALES ........................................................................................................ 16 VIII. IMPULSO Y CANTANTIDAD DE MOVIMIENTO EN CANALES .............................................. 17 IX. FLUJO UNIFORME EN CANALES ......................................................................................... 17 X. DISEÑO DE CANALES Y MAXIMA EFICIENCIA DE LAS SECCIONES ................................. 18 XI. FLUJO GRADUALMENTE VARIADO EN CANALES .............................................................. 18 XII. CANALES SIN Y CON REVESTIMIENTO .............................................................................. 19 XIII. VERTEDEROS....................................................................................................................... 19 DR. NÉSTOR JAVIER LANZA MEJIA martes, 22 de noviembre de 2011 2. ¿calcular los caudales en cada tubería? desprecie las pérdidas de salida y llegada de los depósitos. 4. a) determinar el diámetro de la tubería CD para el caudal que circula entre A y D sea de 180 lps. b) ¿Qué caudal circulara entre A y D si la tubería CD es de 35 cm de diámetro y si. PARALELO Y EQUIVALENTE 1. El sistema mostrado en la fig.018. Se quieren transportar 520 lps a través de una tubería de fundición vieja (C1=100) con una pendiente de la línea de altura piezometrica de 1. si C= 120 para todas las tuberías. 3. λ1=0.0 m/1000 m teóricamente ¿Qué numero de tuberías de 40 cm serán necesarias? ¿y de 50 cm? ¿y de 60 cm? ¿y de 90 cm? 2. (b) ¿Qué diámetro ha de tener una tubería de 1500 m de longitud.8 kgf/cm2. D1=250 mm.027. TUBERIAS EN SERIE.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA TAREA DE HIDRAULICA II I. tiene la siguiente geometría: H=30 m. D=150 mm. 22 de Noviembre de 2011 Página 2 . Los depósitos A y D están conectados por el siguiente sistema de tuberías en serie: la tubería AB de 50 cm y 2400 m de longitud. La diferencia de elevación entre las superficies libres de los depósitos es de 25 m. La tubería compuesta (sistema de tuberías en serie) ABCD está constituida por 6000 m de tubería de 40 cm. NÉSTOR JAVIER LANZA MEJIA Martes. la tubería BC de 40 cm y 1800 m y la CD de diámetro desconocido y 600 m de longitud. (c) si entre los puntos C y D se pone en paralelo con la tubería de 20 cm CD otra de 30 cm y 2400 m de longitud ¿Cuál será la perdida de carga total entre A y D para Q = 80 lps? DR. L=150 m. Kval. colocada en paralelo con la existente de 20 cm y con nodos en C y D para que la nueva sección c-c sea equivalente a la sección ABC (C1=100). 3000 m de 30 cm y 1500 m de 20 cm (C1=100).=35. 5. (a) Calcular el caudal cuando la perdida de carga entre A y D es de 60 m. C= 120 para todas las tuberías. conectada entre B y D existe otra tubería en paralelo con BCD y 2700m de longitud y 30 cm de diámetro. además. Determine la presión en el punto 1 por el método de tuberías equivalente. λ=0. 2 lps. 22 de Noviembre de 2011 Página 3 . Q1= 1. DAJ= 36 plg. La red abierta planteada muestra el sistema primario del sistema de abastecimiento de aguas de un municipio. Haga sus conclusiones. D= 20 mm y C= 150. DCJ=14 plg. z2= 2635 msnm. z1= 2640 msnm. DR. Calcúlese los caudales Q2 y Q3. HIDRAULICA DE DEPOSITOS 6. C= 100. QC= 190 lps. Determine la carga H1. b) la bomba produce una carga de 50 mca para el caudal de 360 lps y c) no colocar bomba.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA TAREA DE HIDRAULICA II II. LBJ= 2450m. Estudie las siguientes alternativas para la bomba: a) la bomba produce una carga de 10 mca para el caudal de 360 lps. si H2= 3 m. LAJ= 1350m. 7. Los datos requerido para el diseño son los siguientes: QB= 360 lps. NÉSTOR JAVIER LANZA MEJIA Martes. DBJ= 30 plg y LCJ=1710m. si los tramos entre nodos y los depósitos tienen las siguientes características: L= 8 m. z3= 2610 msnm. QK =QN= 10 lps. DR.5 V2/2g. H= 23 m. Las perdidas localizadas en la embocadura y en los cambios de sección de la tubería se supondrán iguales a 0. que discurre entre A y B con la rasante dada por el perfil longitudinal esquemático adjunto.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA TAREA DE HIDRAULICA II 8. La línea piezometrica debe estar siempre al menos 1 m por encima de la línea de la tubería. Calcular el diámetro mínimo que debe tener una tubería de PVC. D= 100 mm y λ = 0. NÉSTOR JAVIER LANZA MEJIA Martes. Determine los caudales en cada tramo del sistema de depósitos. 22 de Noviembre de 2011 Página 4 . 9. si para cada tramos los datos geométrico son: L=100 m.030. Para que sea capaz de transportar un caudal de 500 lps. Dibuje la línea piezometrica. 22 de Noviembre de 2011 Página 5 . C1 = 150). DR. d= 100 mm. Determine: a) el caudal que se derrama a través de la tubería principal a la atmosfera. Calcular los diámetros de los conductos de la red abierta. NÉSTOR JAVIER LANZA MEJIA Martes.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA TAREA DE HIDRAULICA II 10. con tubos de igual dimensión (L= 50 m. De los tres depósitos con el mismo nivel de superficie H = 10 m. b) las presiones en los nodos de los tramos y c) los caudales que circulan a través de los tubos de los depósitos a la tubería principal. d1 = 200 mm. Los caudales en E y F son respectivamente 25 y 30 lps y el agua debe ser liberada con una presión mínima de 15 mca. C= 100) se unen a una tubería principal que se compone de tres tramos iguales (L1 = 80 m. si las llaves de pase están completamente abiertas. 11. 13. En la figura. DCJ=14 plg. C= 100. LBJ= 2450m. QC= 190 lps. z2= 2635 msnm. LAJ= 1350m. QFD= 30 lps y QBE= 11 lps desde la bomba. La red abierta planteada muestra el sistema primario del sistema de abastecimiento de aguas de un municipio. Estudie las siguientes alternativas para la bomba: a) la bomba produce una carga de 10 mca para el caudal de 360 lps. Los datos requerido para el diseño son los siguientes: QB= 360 lps. DR. z1= 2640 msnm. si λ= 0. Se desea que los caudales sean: QFG= 25 lps.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA TAREA DE HIDRAULICA II 12. Haga sus conclusiones. ¿Determine los diámetros DAE. y LCJ=1710m. se representa una red abierta y su geometría.014. 22 de Noviembre de 2011 Página 6 . NÉSTOR JAVIER LANZA MEJIA Martes. b) la bomba produce una carga de 50 mca para el caudal de 360 lps y c) no colocar bomba. z3= 2610 msnm. DFD y DEF necesarios? para que se satisfagan las condiciones impuestas por la bomba: potencia de 6 HP con una eficiencia del 73%. si el coeficiente de rugosidad para todas las tuberías es de C = 100 y una presión mínima requerida de 10 mca. Encontrar la distribución final de los caudales en la red cerrada. Tramo 12 1 4 Longitud (m) 3 35 Diámetr o (mm) DR. 22 de Noviembre de 2011 2 3 3 30 2 00 5 6 3 30 2 00 3 6 2 50 1 50 2 00 Página 7 .UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA TAREA DE HIDRAULICA II 14.030. NÉSTOR JAVIER LANZA MEJIA 2 45 2 50 2 5 2 45 2 50 4 5 3 30 2 00 Martes. III. un tanque o una bomba. QK =QN= 10 lps. si el caudal de entrada a la red es en nodo 1. D= 100 mm y λ = 0. determinar el cuadro de presiones. de sus razones. Determine los caudales en cada tramo del sistema de depósitos. si para cada tramos los datos geométrico son: L=100 m. Qué tipo de fuente de abastecimiento propondría. HIDRAULICA DE RED DE DISTRIBUCION 15. H= 23 m. 416 2226. En los nodos C y D se encuentran tomas de agua con caudales respectivos de 2500 y 2000 litros/min. ¿Calcular los diámetros que deban darse al conducto? 17. Haga el esquema de la red abierta con sus caudales.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA TAREA DE HIDRAULICA II N 1 2 Q - - 3 4 5 6 odo (lpm) C ota (m) 1 00 7 500 1 500 1 750 3 50 9 8 9 5 9 8 9 5 9 0 IV. de E a F. alimenta a los conductos BD y BF. para la segunda iteración el Zj resulto de 125. NÉSTOR JAVIER LANZA MEJIA K Q(lps) 1030.03 m DR. TUBERIAS RAMIFICADAS O ABIERTAS 16.45 m (Qj=0). el conducto pierde un gasto en su recorrido. 22 de Noviembre de 2011 0. El agua deberá tener en cualquier punto.384 Página 8 .203 Q/hp -72.43 242. en el que el nivel de agua se mantiene constante a la cota + 10. Complete la tabla de la red abierta y determine los caudales en los tramos.42 C J -25. Método de Hazen Williams. a razón de 300 litros/min por metro de longitud. Un recipiente. una presión mínima igual a 6 mca.92 5411.42 D J DZj= 0. TUBERIA hp(m) A J B J -5.50 SUMA Martes. de sus razones. si el coeficiente de rugosidad para todas las tuberías es de C = 100 y una presión mínima requerida de 10 mca. Tramo 12 14 25 45 23 56 36 Longitud (m) 335 245 245 330 330 330 250 Diámetro (mm) 250 250 200 200 200 150 200 Nodo 1 2 3 4 5 6 Q (lpm) - - 750 1500 1500 3750 Cota (m) 100 90 95 98 95 98 DR. Qué tipo de fuente de abastecimiento propondría. V. En el sistema de distribución con una población de 4000 habitantes y una dotación de 300 lppd. si el caudal de entrada a la red es en nodo 1. El tramo AB no posee conexiones domiciliares. NÉSTOR JAVIER LANZA MEJIA Martes. SISTEMA HIDRAULICO DE REDES CERRADAS 19. si este tiene una altura de 5 m? Haga un detalle de la torre. Encontrar la distribución final de los caudales en la red cerrada. un tanque o una bomba. 22 de Noviembre de 2011 Página 9 .UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA TAREA DE HIDRAULICA II 18. ¿determine si es necesario una torre para el estanque. determinar el cuadro de presiones. Si la presión mínima requerida es de 22 mca. 83 65. C=150.17 Los datos en los nodos son: Nodo T 1 2 3 4 5 6 7 8 Cota(m) 150 72 80 93 97 97 96 98 95 70 65 Qconcentado(lps) DR. a) Establezca la distribución final de caudales. ¿Qué caudal circula por cada tramo y cuál es la perdida de carga? 21.5 m Tubería T1 12 23 34 54 65 36 67 16 87 18 L(m) 800 300 250 125 200 125 225 350 250 200 300 D(cm) 35 20 25 30 20 25 20 15 20 15 25 63. b) garantice una presión mínima de 14 mca en cada nodo. 22 de Noviembre de 2011 25 63 Página 10 . En la fig.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA TAREA DE HIDRAULICA II 20. Si el sistema de tuberías. la red está siendo abastecida por un tanque de almacenamiento.89 12.58 32..11 82. NÉSTOR JAVIER LANZA MEJIA Martes. Q= 200 lps. H=2.11 Q(lps) 6. a) Establezca la distribución final de caudales. .11 82.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA TAREA DE HIDRAULICA II 22. En la figura.58 32.5 m Tubería F1 12 23 34 54 65 36 67 16 87 18 L (m) 800 300 250 125 200 125 225 350 250 200 300 D (cm) 35 20 25 30 20 25 20 15 20 15 25 63.11 82. Las pérdidas de energía entre la fuente y el punto 1 es de 7 veces su carga de velocidad. b) garantice una presión mínima de 14 mca en cada nodo. H=2. Tubería F1 L(m) D(cm) 15 12 23 34 54 65 36 67 16 87 18 300 250 125 200 125 225 350 250 200 300 20 25 30 20 25 20 15 20 15 25 63. 25 63 En la figura la red está siendo abastecida por un tanque de almacenamiento. c) calcule el caudal y la carga de la bomba si está comunicando una potencia de 18 CV.11 Q(lps) 6. ¿Necesita el tanque una torre? Haga un detalle constructivo del tanque.89 12. la red está siendo abastecida por una bomba que comunica una potencia de 18 CV. a) Establezca la distribución final de caudales. C=150. b) garantice una presión mínima de 14 mca en cada nodo. 22 de Noviembre de 2011 25 63 Página 11 .58 32. NÉSTOR JAVIER LANZA MEJIA Martes.83 65.89 12.11 Q (lps) 6. C=150. sabiendo que la perdida de energía entre la fuente y el tanque es de 7 veces su carga de velocidad..17 Los datos en los nodos son: Nodo F T 1 2 3 4 5 6 7 8 Cota 100 112 72 80 93 97 97 96 98 95 70 65 Qconcentado (lps) DR.83 65.17 Los datos en los nodos son: Nodo F 1 2 3 4 5 6 7 8 Cota 65 72 80 93 97 97 96 98 95 70 65 Qconcentado(lps) 23. 25.032 (para todas las tuberías). La presión mínima requerida es de 12 mca. Si la perdida entre los nodos A y B es de 12 m. si λ= 0. Nodo A K C B S D Cota 100 102 99 98 99 99 Determine la presión en el nodo 100 en la red cerrada. 22 de Noviembre de 2011 Página 12 . Tubería 100-1 1-2 2-3 1-3 1-4 3-4 L (m) 1000 1500 1000 2000 2000 2000 D (cm) 40 35 30 15 25 25 Nodo 100 1 2 3 4 Cota (m) 45 0 3 1 0 30 30 30 Qconcentrado (lps) DR. NÉSTOR JAVIER LANZA MEJIA Martes. Calcule el cuadro de presiones.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA TAREA DE HIDRAULICA II 24. si la presión mínima requerida es de 15 mca (C=100). ¿determinar los caudales en las tuberías en la red?. 8 kgf/cm2. B y C de la red de tuberías cuyo esquema en planta se adjunta. (C= 100) Tubería OD DE EA EF DF FG GB GH HC DH L (m) 500 1500 300 500 2000 500 500 300 200 2500 D (cm) 20 10 10 20 20 20 20 10 10 10 En el sistema mostrado en la figura es necesario transportar 200 lps hasta el punto 4. DR. Calcular la cota piezometrica y la cota topográfica disponible en los terminales A. NÉSTOR JAVIER LANZA MEJIA Martes. Haga el balance de carga por el método de Hardy Cross. La constante de Hazen Williams es de 120 para todas las tuberías. 27. con una presión de 5 mca. Determine la presión del punto 1. La captación se realiza en el punto O a la cota 200. 22 de Noviembre de 2011 Página 13 . con una presión en este punto de 2.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA TAREA DE HIDRAULICA II 26. E existen una toma de 30 lps a una presión mínima de 10 mca. Las cotas están referidas a la superficie libre del agua en el recipiente. Q= 200 lps. 22 de Noviembre de 2011 C D E -45 -44 -42 Página 14 .51 41. ¿Calcular los caudales en los tramos y el cuadro de presiones? C= 150.89 Q(lps) los datos en los nodos son: Nodo A Cota(m) 0 DR. D.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA TAREA DE HIDRAULICA II 28. En cada uno de los puntos C.69 32. Los datos geométricos de las tuberías de la red son: Tubería AB BE ED DC BC EC L(m) 10000 1500 1000 2000 1000 2000 D(cm) 40 35 30 25 15 5 77. NÉSTOR JAVIER LANZA MEJIA B Martes. Si el sistema de tuberías. ¿Qué caudal circula por cada tramo y cuál es la perdida de carga? 29. Un recipiente A alimenta a la red cerrada. al que se supone constante. en los tramos de la red cerrada considerando que C= 100.1 -0.53 -0. 22 de Noviembre de 2011 Página 15 .852(hp/Q) Qcorreg 405. Dibuje la red cerrada balanceada y calcule las presiones en los nodos.5 +0. Determinar el caudal.05807 34 34391 54 14322 6.01816 -0.7 +0. NÉSTOR JAVIER LANZA MEJIA Martes.01910 56 14322 16 1176 Hp(m) 1.08262 Delta Q= +0. DR.04262 22.12 2084.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA TAREA DE HIDRAULICA II 30.13738 1811.00021 23 0. (C= 95).01184 25 Delta Q= 31. Complete la tabla de la red cerrada. si la presión en 1 es de 7 kgf/cm2 y las cotas de los nodos son: Nodo 1 2 3 4 5 6 Cota (m) 30 25 20 20 22 25 falta un dato Tubería K 12 1190 25 Q(m3/s) 0. Hacia arriba de una rampa de 0.2ª.5 pies y d) las velocidades posibles del si E = 10 pies. situada a 3 m desde el fondo de un canal rectangular de 5 m de ancho. El caudal en un canal rectangular de 5 m de ancho es de 15 m3/s. Determínese el numero de Froude y el tipo de flujo para las profundidades de 30 cm. ¿es el flujo subcritico o supercrítico? 36. Si la profundidad corriente arriba mide 2. (ver fig. ¿cuál es la profundidad alterna para dichas profundidades?. ¿cuál es la energía especifica en esas condiciones? 37. del fondo. NÉSTOR JAVIER LANZA MEJIA Martes. calcular la velocidad de flujo sobre una elevación de 60 cm. Si el agua en un canal rectangular de 3 m de ancho fluye a una velocidad de 5 m/s con una profundidad de 60 cm. 39. DR.0. Ignorara los efectos viscosos. ENERGIA EN CANALES 34. c) la profundidad alterna correspondiente a una profundidad de 2.0 m y 2. si la profundidad de flujo es de 2. RHLL son. con una velocidad media de 2 m/s. Determine la carga hidráulica del vertedero rectangular. el área.0 y 2.0 m.0 m. z = 2. determínese la profundidad de flujo. z = 0. determinar la elevación de la superficie del agua corriente debajo de la rampa. 41. a) Rectangular con b = 1. el perímetro mojado. ¿Cuál es la profundidad de flujo en un canal rectangular. Haga todos los esquemas.0 m.5 y b = 2.MUNSON YOUNG OKIISHI. ALL.lb/lb. Calcular el ancho mínimo del canal en la contracción para que se no se alteren las condiciones del flujo aguas arriba. ¿cuál será la profundidad de flujo si el fondo se hunde 15 cm? ¿Cuál es el máximo valor que puede mantenerse una elevación de fondo del canal para que se mantengan las condiciones de flujo aguas arriba de la elevación? 40. para una sección circular de diámetro do.5 y z = 2. 42. Determine la descarga por pie de ancho. si el ancho del canal se contrae hasta un valor de 2. así mismo la velocidad media del flujo.. si el caudal es de 5 m3/s.0 m. Determine: a) la profundidad critica. Determínese la profundidad critica y la energía especifica mínima. Determínese el ancho en la superficie.5 m.475 pie.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA TAREA DE HIDRAULICA II VI. la profundidad hidráulica y los factores de sección para los canales siguientes. 22 de Noviembre de 2011 Página 16 . VII.0 d) circular con do = 3. Determine la energía específica mínima y la profundidad alterna para la profundidad de 30 cm. 43. El caudal descargado es de 2 m3/s.0 y 5. Determine el tirante crítico par un flujo de 10 m3/s en un canal trapezoidal con un fondo de 3 m de ancho y la pendiente de los lados de 1 horizontal y 2 vertical. ¿Determine el caudal máximo si la energía especifica es de 2. Dibuje la curva de profundidad vr. si el agua fluye en condiciones críticas con una velocidad de 2 m/s? 38.75 p2/s como se muestra en la figura. b) triangular con z = 1. Pág.0 m. respectivamente los valores del área y radio hidráulico para la sección fluyendo llena. b) la energía especifica mínima. 35. el radio hidráulico. Un canal rectangular tiene 6 m de ancho y el caudal es de 18 m3/s. Energía para estas condiciones. RH/RHHH con respecto a y/do. 633) FUNDAMENTOS DE MECANICA DE FLUIDOS. 1. Trazar el diagrama de energía específica para un canal ancho que transporta q = 50 p2/s.5 m? Haga los gráficos respectivos. ELEMENTOS GEOMETRICOS DE LA SECCION TRANSVERSAL EN CANALES 32. E10..0 m 33.3 pies. Si en un canal rectangular el agua fluye a una profundidad de 3 m.EDITORIAL LIMUSA WILEY 44. ¿cuál es la profundidad critica?. c) trapecial con b = 1. El agua en un canal rectangular de 3 m de ancho fluye a razón de 10 m3/s. con una longitud de la cresta de 3 m. Preparar curvas que se muestran la variación de A/ALL. Si la profundidad de flujo es de 1 m. La energía específica mínima posible para un cierto flujo es de 2.5 pies de alto en un canal rectangular de ancho constante fluye a un régimen de q = 5. Un canal rectangular de 6 m de ancho transporta 11 m3/s de agua y descarga en una solera protectora de 6 m de ancho. VIII. Haga todos los esquemas. El agua fluye de manera estacionaria en un canal abierto de 0. b) Identifique si el flujo es subcritico o supercrítico. pendientes laterales de 4 horizontales y 2 verticales y n = 0.30 m3/s con una profundidad de 10.8 m de diámetro.36 pies. ¿Cuál es la altura del salto hidráulico?. b) la perdida de carga y la razón de disipación y c) la potencia que pudiera servir para generar energía. 50.4 m de ancho a una razón de 0. También determine la profundidad alterna del flujo si el tipo de flujo cambiara. Haga todos los gráficos. ¿Qué energía se absorbe en el salto hidráulico? Haga todos los esquemas. Un canal rectangular de 6 m de ancho transporta 11 m3/s y descarga en una en una solera protectora de 6 m de ancho. con un ancho de fondo de 0. FLUJO UNIFORME EN CANALES 55. NÉSTOR JAVIER LANZA MEJIA Martes. de pendiente nula. y de ancho fondo de 2 m. Un conducto circular de ladrillo liso llevara un flujo de 320 cfs a una velocidad de 8 fps cuando está lleno. determine la velocidad y si el flujo es subcritico o supercrítico. Determine a) la profundidad de flujo y el numero de Froude después del salto.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA TAREA DE HIDRAULICA II 45. a) Cual será la pendiente necesaria expresada como caída por milla. El flujo en un canal trapezoidal con pendiente lateral z = 2.61 m. Haga todos los esquemas y una discusión para aprovechar esta energía. pero se perdió debido al salto hidráulico. Un flujo de 300 pie3/s ocurre a una profundidad de 5 pies en un canal rectangular de 10 pies de ancho.36 pies y calcule el caudal correspondiente. es de 10 m3/s a una profundidad de 0.8 m. ¿Cuál es la altura de resalto hidráulico?. 53. a una velocidad media de 6 m/s. estímese el tirante crítico. IMPULSO Y CANTANTIDAD DE MOVIMIENTO EN CANALES 49. de ancho. a) determine la pendiente normal correspondiente a una profundidad normal de 3. ¿Qué energía se adsorbe en el salto? 52. determínese el tirante de flujo aguas abajo que provoque el salto hidráulico. y una pendiente de fondo DR.8 m3/s fluye en un canal circular de 1. b) determine la pendiente critica y la correspondiente profundidad normal cuando el caudal es 400 pie3/s. 56. Un canal circular de 3 pies de diámetro. Si se permite que el agua fluya desde un reservorio hacia un canal de pendiente fuerte. Determínese la profundidad alterna para que se forme un salto hidráulico.15 m.2 m3/s.90 m. 22 de Noviembre de 2011 Página 17 . La profundidad del flujo y la velocidad antes del salto son de 0.016) trazado con una pendiente de 0. Se observa que el agua que se descarga dentro de un canal horizontal rectangular de 10 m de ancho. Un gasto de 2. se tiene agua que fluye en un canal excavado en la tierra donde crece maleza de sección transversal trapezoidal. de manera que la superficie libre del reservorio esta 3 m encima del fondo del canal en la entrada de este. de pendiente nula. Calcule la altura mínima de un escalón plano que puede construirse en el fondo del canal. Un canal trapezoidal tiene un ancho de 20 pies en la base. respectivamente. c) determine la pendiente critica correspondiente a la profundidad normal de 3. Un canal rectangular de 9 m de ancho transporta 7. 51. IX. Un canal rectangular (n = 0. calcular el caudal unitario en el canal. conduce un gasto de 25 pies3/s. ¿cual será el resultado si el escalón es mayor o menor que la altura mínima calculada? 46.0064 transporta 16 m3/s de agua. Haga todos los esquemas. a) Cual es la energía especifica b) determine si el flujo es subcritico o supercrítico.6 m. En condiciones de de flujo critico. Calcular el caudal si el canal tiene 4 m. con el fin de producir una profundidad crítica.8 m y 7 m/s. 54. cuando el Q = 400 pies3/s.025. 47. desde una compuerta de desagüe está experimentando un salto hidráulico. a una velocidad media de 6 m/s. 57. 48. Si la profundidad es de 0. ¿Qué anchura deberá tener el canal? Haga todos los gráficos. un ángulo del trapezoide de 60°. 58. El tirante de flujo aguas arribas es de 0. ¿Cuál sería la respuesta si el ángulo del fondo fuera 1!? 59. Un canal rectangular localizado en una pendiente de 0. Pág.5 horizontal si debe ser construido de concreto (n= 0. con una pendiente de fondo de 0.4 m 67. STREETER Y E. Haga los esquemas. el coeficiente de Manning es 0. XI.5 m/s. La pendiente del flujo es 0. con una pendiente de fondo de 0. Se transporta agua en un canal rectangular de concreto inacabado con un ancho de fondo de 4 pies y un flujo volumétrico de 51 p3/s. (ver pág. ¿Qué profundidad de flujo y ancho en el fondo se pueden recomendar? 68. Fluye agua en un canal cuya pendiente de fondo es 0. Yunus A.014) sobre un terreno cuya pendiente es de 0. Se transporta agua a razón de 2 m3/s mediante un flujo uniforme en un canal abierto cuyas superficies están revestidas de asfalto. (ver figura 12. Determine la cantidad mínima a utilizar de piedra cantera para poder revestir 1000 m de un canal trapecial con una inclinación de talud de tres horizontal y dos vertical. Las dimensiones y los coeficientes de Manning para las superficies de diferentes subsecciones se muestran en la figura. En la figura. X.16%. 63. y se traza con una pendiente de 4 cm. 66. NÉSTOR JAVIER LANZA MEJIA Martes.025. Determine la altura mínima del canal en condiciones de flujo uniforme. cengel y John M. un coeficiente de Manning de 0. Determine la elevación z del fondo a través de la transición. Determine la razón del flujo en el canal y el coeficiente de Manning eficiente para el canal. a una velocidad máxima de 0.015 y transporta un caudal de 10 m3/s. Determine las dimensiones de la mejor sección transversal si la forma del canal es a) rectangular. cimbala). El canal es sin revestir y para prevenir la erosión. por cada 5 Km. Determine la cantidad mínima a utilizar de madera para poder revestir un canal trapecial con una inclinación de talud de tres horizontal y dos vertical. 65. determine la razón del flujo del agua en el canal.5 m3/s. 695. b) trapezoidal.35 m/s. La sección trapezoidal tiene 6 pie de ancho en el fondo con lados de inclinación 1:1 y una profundidad de flujo de 7. BENJAMIN WYLIE. El caudal que debe de transportar es de 1. El ancho en la superficie libre no debe de exceder de 4 m. El canal debe transportar un caudal de 3. Hacer el cálculo según las siguientes alternativas: a) Usando la condición máxima eficiencia b) con una relación de b/y0 = 2 y c) suponiendo que por el método de excavación a emplear resulta conveniente que el tirante sea de 2. DISEÑO DE CANALES Y MAXIMA EFICIENCIA DE LAS SECCIONES 61. Haga todos los esquemas.10 . si la relación de llenado es del 75%. Fundamentos y aplicaciones.0 m3/s. El terreno es tal que el fondo del canal tiene una caída en su elevación de 2 pies por cada 1000 pies de largo. Un canal trapecial va a ser diseñado para un caudal de 11.5 pie. Si la profundidad del flujo se mide en 0. Los taludes son 1. El canal se excavar en un terreno arenoso.52 m. FLUJO GRADUALMENTE VARIADO EN CANALES 69. el caudal es de 400 p3/s fluyen a través de una transición.33 m3/s y una pendiente de 0. 64.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA TAREA DE HIDRAULICA II de 3° de ángulo. Mecánica de fluidos.012. la máxima velocidad permitida es de 1. Haga todos los esquemas.5 horizontal a 1 vertical. 22 de Noviembre de 2011 Página 18 . 490) MECANICA DE FLUIDOS. a) Determine la profundidad normal y la DR.4%. VICTOR L.4%.4% y un coeficiente de Manning de 0. Su sección transversal se muestra en la figura. Diseñar un canal trapecial con un talud de 1 vertical a 0. OCTAVA EDICION. no se revestirá pero se prevé que su plantilla quede recubierta con algo de grava y que crezca alguna vegetación.000035.003.001.EDITORIAL McGRAW HILL 62. ¿Cuál sería la respuesta si el fondo tuviera una caída de solo 1 pie por cada 1000 pies? 60. Se requiere diseñar un canal para transportar 14 m3/s con una pendiente del 0.25% tiene un ancho de 6 m. la sección rectangular tiene un ancho de 8 pie y una profundidad de flujo de 8 pie. Determine el diámetro de una alcantarilla de concreto. b) ¿Cuál es estado de flujo?. CANALES SIN Y CON REVESTIMIENTO 70. Rediseñar el canal del problema 35. situada a 3 m desde el fondo de un canal rectangular de 5 m de ancho. El caudal descargado es de 2 m3/s.4 mm y que se trata de un suelo compacto. inciso b) es estable frente a la erosión. con una longitud de la cresta de 3 m. d) ¿Qué tipo de perfil se forma? XII. NÉSTOR JAVIER LANZA MEJIA Martes. Determine la carga hidráulica del vertedero rectangular.UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA TAREA DE HIDRAULICA II profundidad critica.es tal que el 75% de la muestra en peso tiene un diámetro menor que ese. Verificar si el canal del problema 33. Hacer la verificación por erosión. En el estudio de suelo resulta que el diámetro de la fracción arenosa es de 0. c) Calcular la superficie del agua desde un remanso de 1. Nota: D75 . Haga todos los esquemas.40 m creado por una compuerta hasta un punto en el que la profundidad de flujo es 1% mayor que la normal. XIII. pero suponiendo que tanto en la plantilla como en los taludes se le coloca un espeso revestimiento de grava angulosa de 55 mm de diámetro y D75 = 75 mm. VERTEDEROS 72. 71. DR. 22 de Noviembre de 2011 Página 19 .