I.
TUBER TUBERIAS IAS EN SER SERIE, IE, PAR PARALE ALELO LO Y EQUIV EQUIVALE ALENTE NTE ......... .............. .......... .......... .......... ............ ........... ......... .......... .......... .......... ....... 2
II.
HIDRA HIDRAULI ULICA CA DE DEPOS DEPOSITO ITOS S ......... .............. .......... .......... .......... ............ ............ ......... ......... .......... .......... ............ ............ .......... .......... .......... .......... ......... .... 3
III.
HIDRAULICA HIDRAULICA DE RED DE DISTRIBUC DISTRIBUCION................... ION.......................................... ...................................... .................................... ..................... 7
IV.
TUBERIAS TUBERIAS RAMIFICA RAMIFICADAS DAS O ABIERTAS........... ABIERTAS.......................... ....................................... ............................................... ............................... ........ 8
V.
SISTEM SISTEMA A HIDRA HIDRAULI ULICO CO DE REDES REDES CERRADAS...... CERRADAS........... .......... .......... .......... .......... ............ ............ .......... .......... .......... ......... .......... ...... 9
VI.
ELEMENTOS ELEMENTOS GEOMETRIC GEOMETRICOS OS DE LA SECCION SECCION TRANSVER TRANSVERSAL SAL EN CANALES CANALES............. ................. .... 16
VII. ENERGIA ENERGIA EN CANALES..................... CANALES............................................. ....................................... ....................................... ............................................ .................... 16 VIII. VIII. IMPULSO IMPULSO Y CANTANT CANTANTIDAD IDAD DE DE MOVIMIEN MOVIMIENTO TO EN CANAL CANALES ES.............. ............................. ................................ ................. 17 IX.
FLUJO FLUJO UNIFO UNIFORME RME EN CANALE CANALES S ........ ............. .......... .......... .......... ............ ........... ......... .......... .......... .......... ............ ............ .......... .......... ......... ........ .... 17
X.
DISEÑ DISEÑO O DE CANA CANALES LES Y MAXI MAXIMA MA EFICI EFICIENC ENCIA IA DE LAS LAS SECC SECCION IONES ES .......... ............... .......... .......... .......... ........ ... 18
XI.
FLUJO FLUJO GRADUAL GRADUALMENTE MENTE VARIADO VARIADO EN CANALES CANALES ............................ .................................................... .................................. .......... 18
XII. CANALES CANALES SIN Y CON REVESTIM REVESTIMIENT IENTO O .............................. ...................................................... ................................................ ........................ 19 XIII. XIII. VERTEDER VERTEDEROS............ OS........................... ....................................... ................................................ ....................................... ....................................... ............................. ..... 19
I. TUBERIAS EN SERIE, PARALELO Y EQUIVALENTE 1.
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 1.0 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.
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 tubería BC de 40 cm y 1800 m y la CD de diámetro desconocido y 600 m de longitud. La diferencia de elevación entre las superficies libres de los depósitos es de 25 m. a) determinar el diámetro de la tubería CD para el caudal que circula entre A y D sea de 180 lps, si C= 120 para todas las tuberías. b) ¿Qué caudal circulara entre A y D si la tubería CD es de 35 cm de diámetro y si, además, conectada entre B y D existe otra tubería en paralelo con BCD y 2700m de longitud y 30 cm de diámetro.
3.
2.8 kgf/cm2. Determine la presión en el punto 1 por el método de tuberías equivalente. C= 120 para todas las tuberías.
4.
El sistema mostrado en la fig. tiene la siguiente geometría: H=30 m, L=150 m, D=150 mm, D1=250 mm, λ=0.027, λ1=0.018, Kval.=35. ¿calcular los caudales en cada tubería? desprecie las pérdidas de salida y llegada de los depósitos.
5.
La tubería compuesta (sistema de tuberías en serie) ABCD está constituida por 6000 m de tubería de 40 cm, 3000 m de 30 cm y 1500 m de 20 cm (C1=100). (a) Calcular el caudal cuando la perdida de carga entre A y D es de 60 m. (b) ¿Qué diámetro ha de tener una tubería de 1500 m de longitud, 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), (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?
II. HIDRAULICA DE DEPOSITOS 6.
La red abierta planteada muestra el sistema primario del sistema de abastecimiento de aguas de un municipio. Los datos requerido para el diseño son los siguientes: QB= 360 lps, QC= 190 lps, z1= 2640 msnm, z2= 2635 msnm, z3= 2610 msnm. LAJ= 1350m, DAJ= 36 plg, LBJ= 2450m, DBJ= 30 plg y LCJ=1710m, DCJ=14 plg. Estudie las siguientes alternativas para la bomba: a) la bomba produce una carga de 10 mca para el caudal de 360 lps, b) la bomba produce una carga de 50 mca para el caudal de 360 lps y c) no colocar bomba. Haga sus conclusiones. C= 100.
7.
Determine la carga H1, si H2= 3 m, Q1= 1.2 lps. Calcúlese los caudales Q2 y Q3, si los tramos entre nodos y los depósitos tienen las siguientes características: L= 8 m, D= 20 mm y C= 150.
8.
Calcular el diámetro mínimo que debe tener una tubería de PVC, que discurre entre A y B con la rasante dada por el perfil longitudinal esquemático adjunto. Para que sea capaz de transportar un caudal de 500 lps. Las perdidas localizadas en la embocadura y en los cambios de sección de la tubería se supondrán iguales a 0.5 V2/2g. La línea piezometrica debe estar siempre al menos 1 m por encima de la línea de la tubería.
9.
Determine los caudales en cada tramo del sistema de depósitos, si para cada tramos los datos geométrico son: L=100 m, D= 100 mm y λ = 0.030, H= 23 m, QK =QN= 10 lps.
10.
De los tres depósitos con el mismo nivel de superficie H = 10 m, con tubos de igual dimensión (L= 50 m, d= 100 mm, C= 100) se unen a una tubería principal que se compone de tres tramos iguales (L1 = 80 m, d1 = 200 mm, C1 = 150). Determine: a) el caudal que se derrama a través de la tubería principal a la atmosfera, si las llaves de pase están completamente abiertas, 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.
11.
Calcular los diámetros de los conductos de la red abierta. 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. Dibuje la línea piezometrica.
12.
En la figura, se representa una red abierta y su geometría. Se desea que los caudales sean: QFG= 25 lps, QFD= 30 lps y QBE= 11 lps desde la bomba. ¿Determine los diámetros DAE, DFD y DEF necesarios? para que se satisfagan las condiciones impuestas por la bomba: potencia de 6 HP con una eficiencia del 73%, si λ= 0.014.
13.
La red abierta planteada muestra el sistema primario del sistema de abastecimiento de aguas de un municipio. Los datos requerido para el diseño son los siguientes: QB= 360 lps, QC= 190 lps, z1= 2640 msnm, z2= 2635 msnm, z3= 2610 msnm. LAJ= 1350m, LBJ= 2450m, y LCJ=1710m, DCJ=14 plg. Estudie las siguientes alternativas para la bomba: a) la bomba produce una carga de 10 mca para el caudal de 360 lps, b) la bomba produce una carga de 50 mca para el caudal de 360 lps y c) no colocar bomba. Haga sus conclusiones. C= 100.
14.
Determine los caudales en cada tramo del sistema de depósitos, si para cada tramos los datos geométrico son: L=100 m, D= 100 mm y λ = 0.030, H= 23 m, QK =QN= 10 lps.
III. HIDRAULICA DE RED DE DISTRIBUCION 15.
Encontrar la distribución final de los caudales en la red cerrada, si el caudal de entrada a la red es en nodo 1, determinar el cuadro de presiones, si el coeficiente de rugosidad para todas las tuberías es de C = 100 y una presión mínima requerida de 10 mca. Qué tipo de fuente de abastecimiento propondría, un tanque o una bomba, de sus razones.
Tramo
12
1 4
Longitud (m)
3 35
Diámetr o (mm)
2 45
2 50
2 5 2 45
2 50
4 5 3 30
2 00
2 3 3 30
2 00
5 6 3 30
2 00
3 6 2 50
1 50
2 00
N
1
2
Q
-
-
odo (lpm) C ota (m)
1 00
50
500
500
750
5
8
5
8
9 0
IV. TUBERIAS RAMIFICADAS O ABIERTAS 16.
Un recipiente, en el que el nivel de agua se mantiene constante a la cota + 10, alimenta a los conductos BD y BF. En los nodos C y D se encuentran tomas de agua con caudales respectivos de 2500 y 2000 litros/min; de E a F, el conducto pierde un gasto en su recorrido, a razón de 300 litros/min por metro de longitud. El agua deberá tener en cualquier punto, una presión mínima igual a 6 mca. ¿Calcular los diámetros que deban darse al conducto?
17.
Complete la tabla de la red abierta y determine los caudales en los tramos, para la segunda iteración el Zj resulto de 125.45 m (Qj=0). Método de Hazen Williams. Haga el esquema de la red abierta con sus caudales. TUBERIA
hp(m)
A
J
B
J
-5.42
C
J
-25.42
D
J DZj= 0.03 m
K
Q(lps)
1030.43
242.203
Q/hp
-72.416 2226.92 5411.50 SUMA
0.384
18.
En el sistema de distribución con una población de 4000 habitantes y una dotación de 300 lppd. El tramo AB no posee conexiones domiciliares. Si la presión mínima requerida es de 22 mca, ¿determine si es necesario una torre para el estanque, si este tiene una altura de 5 m? Haga un detalle de la torre.
V. SISTEMA HIDRAULICO DE REDES CERRADAS 19.
Encontrar la distribución final de los caudales en la red cerrada, si el caudal de entrada a la red es en nodo 1, determinar el cuadro de presiones, si el coeficiente de rugosidad para todas las tuberías es de C = 100 y una presión mínima requerida de 10 mca. Qué tipo de fuente de abastecimiento propondría, un tanque o una bomba, de sus razones.
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
20.
Si el sistema de tuberías, Q= 200 lps. ¿Qué caudal circula por cada tramo y cuál es la perdida de carga?
21.
En la fig., la red está siendo abastecida por un tanque de almacenamiento. a) Establezca la distribución final de caudales, b) garantice una presión mínima de 14 mca en cada nodo. C=150. H=2.5 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
63.58
32.89
12.11
82.11
Q(lps)
6.83
65.17
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)
25
63
22.
En la figura, la red está siendo abastecida por una bomba que comunica una potencia de 18 CV. a) Establezca la distribución final de caudales, b) garantice una presión mínima de 14 mca en cada nodo. C=150. Las pérdidas de energía entre la fuente y el punto 1 es de 7 veces su carga de velocidad. 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
63.58
32.89
12.11
82.11
Q(lps)
6.83
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
63
En la figura la red está siendo abastecida por un tanque de almacenamiento. a) Establezca la distribución final de caudales, b) garantice una presión mínima de 14 mca en cada nodo. C=150. , c) calcule el caudal y la carga de la bomba si está comunicando una potencia de 18 CV., sabiendo que la perdida de energía entre la fuente y el tanque es de 7 veces su carga de velocidad. ¿Necesita el tanque una torre? Haga un detalle constructivo del tanque. H=2.5 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
63.58
32.89
12.11
82.11
Q (lps)
6.83
65.17
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
Qconcentado (lps)
70 65
25
63
24.
25.
Si la perdida entre los nodos A y B es de 12 m. ¿determinar los caudales en las tuberías en la red?, si λ= 0.032 (para todas las tuberías). La presión mínima requerida es de 12 mca. Calcule el cuadro de presiones. 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, si la presión mínima requerida es de 15 mca (C=100). 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)
26.
27.
Calcular la cota piezometrica y la cota topográfica disponible en los terminales A, B y C de la red de tuberías cuyo esquema en planta se adjunta. La captación se realiza en el punto O a la cota 200, con una presión de 5 mca. (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, con una presión en este punto de 2.8 kgf/cm2. Determine la presión del punto 1. Haga el balance de carga por el método de Hardy Cross. La constante de Hazen Williams es de 120 para todas las tuberías.
28.
Si el sistema de tuberías, Q= 200 lps. ¿Qué caudal circula por cada tramo y cuál es la perdida de carga?
29.
Un recipiente A alimenta a la red cerrada. Las cotas están referidas a la superficie libre del agua en el recipiente, al que se supone constante. En cada uno de los puntos C, D, E existen una toma de 30 lps a una presión mínima de 10 mca. ¿Calcular los caudales en los tramos y el cuadro de presiones? C= 150. 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
77.51
41.69
32.89
Q(lps)
los datos en los nodos son: Nodo Cota(m)
A 0
B
C -45
D -44
E -42
30.
Complete la tabla de la red cerrada. (C= 95). Dibuje la red cerrada balanceada y calcule las presiones en los nodos, 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 56 14322 16 1176 Delta Q= +0.00021 23 34 34391 54 14322 25 Delta Q=
31.
Q(m3/s)
Hp(m)
0.01910
22.53
0.05807
1.852(hp/Q) 405.7
Qcorreg +0.13738
1811.1
-0.04262 -0.08262
2084.5
+0.01816 -0.01184
6.12
Determinar el caudal, en los tramos de la red cerrada considerando que C= 100.
VI. ELEMENTOS GEOMETRICOS DE LA SECCION TRANSVERSAL EN CANALES 32.
Determínese el ancho en la superficie, el área, el perímetro mojado, el radio hidráulico, la profundidad hidráulica y los factores de sección para los canales siguientes, si la profundidad de flujo es de 2.0 m, así mismo la velocidad media del flujo, si el caudal es de 5 m3/s. Determínese la profundidad critica y la energía especifica mínima. ¿Determine el caudal máximo si la energía especifica es de 2.5 m? Haga los gráficos respectivos. a) Rectangular con b = 1.0 y 2.0 m, b) triangular con z = 1.5 y z = 2.0, c) trapecial con b = 1.0 m, z = 0.5 y b = 2.0 m, z = 2.0 d) circular con do = 3.0 y 5.0 m
33.
Preparar curvas que se muestran la variación de A/ALL, RH/RHHH con respecto a y/do, para una sección circular de diámetro do, ALL, RHLL son, respectivamente los valores del área y radio hidráulico para la sección fluyendo llena. VII. ENERGIA EN CANALES
34.
Determine la carga hidráulica del vertedero rectangular, con una longitud de la cresta de 3 m, situada a 3 m desde el fondo de un canal rectangular de 5 m de ancho. El caudal descargado es de 2 m3/s. Haga todos los esquemas.
35.
El caudal en un canal rectangular de 5 m de ancho es de 15 m3/s. Si la profundidad de flujo es de 1 m, ¿es el flujo subcritico o supercrítico?
36.
El agua en un canal rectangular de 3 m de ancho fluye a razón de 10 m3/s. Determínese el numero de Froude y el tipo de flujo para las profundidades de 30 cm., 1.0 m y 2.0 m. ¿cuál es la profundidad critica?, ¿cuál es la profundidad alterna para dichas profundidades?, ¿cuál es la energía especifica en esas condiciones?
37.
¿Cuál es la profundidad de flujo en un canal rectangular, si el agua fluye en condiciones críticas con una velocidad de 2 m/s?
38.
Un canal rectangular tiene 6 m de ancho y el caudal es de 18 m3/s. Dibuje la curva de profundidad vr. Energía para estas condiciones. Determine la energía específica mínima y la profundidad alterna para la profundidad de 30 cm.
39.
Si en un canal rectangular el agua fluye a una profundidad de 3 m, con una velocidad media de 2 m/s, calcular la velocidad de flujo sobre una elevación de 60 cm. del fondo. ¿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.
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., determínese la profundidad de flujo, si el ancho del canal se contrae hasta un valor de 2.5 m. Calcular el ancho mínimo del canal en la contracción para que se no se alteren las condiciones del flujo aguas arriba.
41.
La energía específica mínima posible para un cierto flujo es de 2.475 pie.lb/lb. Determine la descarga por pie de ancho.
42.
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.
43.
Hacia arriba de una rampa de 0.5 pies de alto en un canal rectangular de ancho constante fluye a un régimen de q = 5.75 p2/s como se muestra en la figura. Si la profundidad corriente arriba mide 2.3 pies, determinar la elevación de la superficie del agua corriente debajo de la rampa. Ignorara los efectos viscosos. (ver fig. E10.2ª, Pág. 633) FUNDAMENTOS DE MECANICA DE FLUIDOS.MUNSON YOUNG OKIISHI.EDITORIAL LIMUSA WILEY
44.
Trazar el diagrama de energía específica para un canal ancho que transporta q = 50 p2/s. Determine: a) la profundidad critica, b) la energía especifica mínima, c) la profundidad alterna correspondiente a una profundidad de 2.5 pies y d) las velocidades posibles del si E = 10 pies.
45.
Un flujo de 300 pie3/s ocurre a una profundidad de 5 pies en un canal rectangular de 10 pies de ancho. Calcule la altura mínima de un escalón plano que puede construirse en el fondo del canal, con el fin de producir una profundidad crítica. ¿cual será el resultado si el escalón es mayor o menor que la altura mínima calculada?
46.
Un canal circular de 3 pies de diámetro, conduce un gasto de 25 pies3/s, estímese el tirante crítico.
47.
Un canal rectangular de 9 m de ancho transporta 7.30 m3/s con una profundidad de 10.90 m. a) Cual es la energía especifica b) determine si el flujo es subcritico o supercrítico. Haga todos los esquemas.
48.
El agua fluye de manera estacionaria en un canal abierto de 0.4 m de ancho a una razón de 0.2 m3/s. Si la profundidad es de 0.15 m, determine la velocidad y si el flujo es subcritico o supercrítico. También determine la profundidad alterna del flujo si el tipo de flujo cambiara. Haga todos los esquemas. VIII. IMPULSO Y CANTANTIDAD DE MOVIMIENTO EN CANALES
49.
Si se permite que el agua fluya desde un reservorio hacia un canal de pendiente fuerte, de manera que la superficie libre del reservorio esta 3 m encima del fondo del canal en la entrada de este, calcular el caudal unitario en el canal. Calcular el caudal si el canal tiene 4 m. de ancho.
50.
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, de pendiente nula, a una velocidad media de 6 m/s. ¿Cuál es la altura del salto hidráulico?, ¿Qué energía se absorbe en el salto hidráulico? Haga todos los esquemas.
51.
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, de pendiente nula, a una velocidad media de 6 m/s. ¿Cuál es la altura de resalto hidráulico?, ¿Qué energía se adsorbe en el salto?
52.
El flujo en un canal trapezoidal con pendiente lateral z = 2, y de ancho fondo de 2 m, es de 10 m3/s a una profundidad de 0.6 m. Determínese la profundidad alterna para que se forme un salto hidráulico.
53.
Un gasto de 2.8 m3/s fluye en un canal circular de 1.8 m de diámetro. El tirante de flujo aguas arribas es de 0.61 m, determínese el tirante de flujo aguas abajo que provoque el salto hidráulico.
54.
Se observa que el agua que se descarga dentro de un canal horizontal rectangular de 10 m de ancho, desde una compuerta de desagüe está experimentando un salto hidráulico. La profundidad del flujo y la velocidad antes del salto son de 0.8 m y 7 m/s, respectivamente. Determine a) la profundidad de flujo y el numero de Froude después del salto, b) la perdida de carga y la razón de disipación y c) la potencia que pudiera servir para generar energía, pero se perdió debido al salto hidráulico. Haga todos los esquemas y una discusión para aprovechar esta energía. IX. FLUJO UNIFORME EN CANALES
55.
Un canal rectangular (n = 0.016) trazado con una pendiente de 0.0064 transporta 16 m3/s de agua. En condiciones de de flujo critico, ¿Qué anchura deberá tener el canal? Haga todos los gráficos.
56.
Un conducto circular de ladrillo liso llevara un flujo de 320 cfs a una velocidad de 8 fps cuando está lleno. a) Cual será la pendiente necesaria expresada como caída por milla. b) Identifique si el flujo es subcritico o supercrítico. Haga todos los gráficos.
57.
Un canal trapezoidal tiene un ancho de 20 pies en la base, pendientes laterales de 4 horizontales y 2 verticales y n = 0.025. a) determine la pendiente normal correspondiente a una profundidad normal de 3.36 pies, cuando el Q = 400 pies3/s, b) determine la pendiente critica y la correspondiente profundidad normal cuando el caudal es 400 pie3/s, c) determine la pendiente critica correspondiente a la profundidad normal de 3.36 pies y calcule el caudal correspondiente.
58.
se tiene agua que fluye en un canal excavado en la tierra donde crece maleza de sección transversal trapezoidal, con un ancho de fondo de 0.8 m, un ángulo del trapezoide de 60°, y una pendiente de fondo
de 3° de ángulo. Si la profundidad del flujo se mide en 0.52 m, determine la razón del flujo del agua en el canal. ¿Cuál sería la respuesta si el ángulo del fondo fuera 1!? 59.
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. El terreno es tal que el fondo del canal tiene una caída en su elevación de 2 pies por cada 1000 pies de largo. Determine la altura mínima del canal en condiciones de flujo uniforme. ¿Cuál sería la respuesta si el fondo tuviera una caída de solo 1 pie por cada 1000 pies?
60.
Fluye agua en un canal cuya pendiente de fondo es 0.003. Su sección transversal se muestra en la figura. (ver pág. 695. Mecánica de fluidos. Fundamentos y aplicaciones. Yunus A. cengel y John M. cimbala). Las dimensiones y los coeficientes de Manning para las superficies de diferentes subsecciones se muestran en la figura. Determine la razón del flujo en el canal y el coeficiente de Manning eficiente para el canal. X. DISEÑO DE CANALES Y MAXIMA EFICIENCIA DE LAS SECCIONES
61.
En la figura, el caudal es de 400 p3/s fluyen a través de una transición; la sección rectangular tiene un ancho de 8 pie y una profundidad de flujo de 8 pie. La sección trapezoidal tiene 6 pie de ancho en el fondo con lados de inclinación 1:1 y una profundidad de flujo de 7.5 pie. Determine la elevación z del fondo a través de la transición. (ver figura 12.10 , Pág. 490) MECANICA DE FLUIDOS. OCTAVA EDICION. VICTOR L. STREETER Y E. BENJAMIN WYLIE.EDITORIAL McGRAW HILL
62.
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, con una pendiente de fondo de 0.4% y un coeficiente de Manning de 0.012. Haga todos los esquemas.
63.
Diseñar un canal trapecial con un talud de 1 vertical a 0.5 horizontal si debe ser construido de concreto (n= 0.014) sobre un terreno cuya pendiente es de 0.000035. El canal debe transportar un caudal de 3.0 m3/s, a una velocidad máxima de 0.5 m/s. El ancho en la superficie libre no debe de exceder de 4 m.
64.
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, con una pendiente de fondo de 0.4%. Haga los esquemas.
65.
Determine el diámetro de una alcantarilla de concreto, si la relación de llenado es del 75%, y se traza con una pendiente de 4 cm. por cada 5 Km. El caudal que debe de transportar es de 1.5 m3/s. Haga todos los esquemas.
66.
Se requiere diseñar un canal para transportar 14 m3/s con una pendiente del 0.4%. El canal se excavar en un terreno arenoso, no se revestirá pero se prevé que su plantilla quede recubierta con algo de grava y que crezca alguna vegetación. 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 2.4 m
67.
Un canal trapecial va a ser diseñado para un caudal de 11.33 m3/s y una pendiente de 0.16%. El canal es sin revestir y para prevenir la erosión, la máxima velocidad permitida es de 1.35 m/s. Los taludes son 1.5 horizontal a 1 vertical, el coeficiente de Manning es 0.025. ¿Qué profundidad de flujo y ancho en el fondo se pueden recomendar?
68.
Se transporta agua a razón de 2 m3/s mediante un flujo uniforme en un canal abierto cuyas superficies están revestidas de asfalto. La pendiente del flujo es 0.001. Determine las dimensiones de la mejor sección transversal si la forma del canal es a) rectangular, b) trapezoidal. XI. FLUJO GRADUALMENTE VARIADO EN CANALES
69.
Un canal rectangular localizado en una pendiente de 0.25% tiene un ancho de 6 m, un coeficiente de Manning de 0.015 y transporta un caudal de 10 m3/s. a) Determine la profundidad normal y la
profundidad critica, b) ¿Cuál es estado de flujo?, c) Calcular la superficie del agua desde un remanso de 1.40 m creado por una compuerta hasta un punto en el que la profundidad de flujo es 1% mayor que la normal, d) ¿Qué tipo de perfil se forma? XII. CANALES SIN Y CON REVESTIMIENTO 70.
Verificar si el canal del problema 33, inciso b) es estable frente a la erosión. En el estudio de suelo resulta que el diámetro de la fracción arenosa es de 0.4 mm y que se trata de un suelo compacto.
71.
Rediseñar el canal del problema 35, 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. Hacer la verificación por erosión. Nota: D75 - es tal que el 75% de la muestra en peso tiene un diámetro menor que ese. XIII. VERTEDEROS
72.
Determine la carga hidráulica del vertedero rectangular, con una longitud de la cresta de 3 m, situada a 3 m desde el fondo de un canal rectangular de 5 m de ancho. El caudal descargado es de 2 m3/s. Haga todos los esquemas.
