PROBLEMAS FLUIDOS 2

PROBLEMAS PROPUESTOS mili

1. En un conducto circular de 0.75 m de diámetro, de acero (k= 0.001 m), fluye aceite cuya viscosidad es de 1 poise. Su peso específico relativo es de 0.8. las características de la tubería se muestran en el esquema adjunto. Calcular el gasto. ¿Cuál es la naturaleza de las paredes?

DATOS:

Para saber si las paredes son lisas o rugosas aplicamos la ecuación:

2. Demostrar que el coeficiente C de Chezy se puede expresar para conductos hidráulicamente lisos, mediante la siguiente ecuación implícita.

Calcular el valor de “m” para canales y tuberías. Calcular también un valor

promedio para ambos conductos.

3. A partir de la ecuación de distribución de velocidades en un canal de fondo rugoso deducir las expresiones siguientes

Siendo

α es el coeficiente de Coriolis, β es el coeficiente de Boussinesq,

velocidad máxima y V es la velocidad media.

Donde

Cuando y=h

es la

y=h

4. Se tiene una tubería de 0.40 m de diámetro por la que circula agua. Su viscosidad es de 1 centipoise. La longitud de la tubería es de 600 m. Se inicia en el punto A, en el que la presión es 5 3

y termina en el punto B, cuya presión es de

y cuya elevación es de 5 m superior a la del punto inicial. Considerar

K=0.0001m. Calcular: a) Si la tubería es hidráulicamente lisa o rugosa. b) El coeficiente de Chezy. c) El gasto. d) La pérdida de energía entre A y B.

a)

b)

c) d)

5. Demostrar que el promedio de las velocidades a 0.2 y 0.8 del tirante en un canal muy ancho con flujo turbulento es igual a la velocidad a 0.6 del tirante (midiendo el tirante a partir de la superficie).

6. Calcular cual es el error que se comete al considerar que la velocidad a 0.6 del tirante (medido a partir de la superficie) es igual a la velocidad media, para un canal con flujo turbulento y paredes rugosas.

7. Una tubería de concreto liso de 0.80 m de diámetro conduce agua con una viscosidad de 4 m/s. La viscosidad es de 1.2 x 10 -6 m2/s. Calcular el coeficiente C de Chezy. Definir la calidad de las paredes. Calcular la pendiente de la línea piezometrica. Datos:

Solución:

….. ITERANDO ASUMIMOS QUE

A) Coeficiente C de Chezy:

B) Calidad de las paredes: Pared Lisa: …. Es de pared lisa

8. Un canal de concreto (k=4x10-4 m) se usa para transportar agua. El ancho en el fondo es de 4 m y el ancho superficial es de 12 m. El tirante es de 3 m. La pendiente del fondo es 0.2 m por 100. Considerando que la viscosidad es 1.4 x 10 -6 a) decir si las paredes son lisas o rugosas b) calcular el gasto c) calcular el esfuerzo de corte medio sobre el fondo DATOS: Canal de concreto: K= 4 x 10-4

SOLUCION:

4 5

3

Naturaleza de las paredes: Pared Lisa: …. No es de pared lisa

Pared rugosa: ….. No es de pared rugosa → El contorno es una transición entre liso y rugoso

9. La tubería AB de 300 m de largo y 0.80 m de diámetro lleva agua que tiene una viscosidad de 1.2 x 10-6 m2/s. La tubería tiene una rugosidad uniforme k= 4 x 10-4 m. La presión en el punto A debe ser de 4 Kg/cm2 y el punto B de 3.8 Kg/cm2 ¿Cuál es la máxima diferencia de elevación que puede existir entre A y B para que la tubería se comporte hidráulicamente lisa? ¿Cuál sería la velocidad en este caso? DATOS:

SOLUCION: