Problemas Propuestos Hidraulica a,B,C 2017-II UNSA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL PROBLEMAS PROPUESTOS DE HIDRAULICA GRUPOS A, B y C - 2017-II  ___________________________________________________________________________________ 1.- Se 1.- Se ha medido la distribucion vertical de velocidades en un canal muy ancho, encontrandose los siguientes valores: H(m) 0.05 0.10 0.30 0.50 0.70 0.90

Vh (m/s) 1.10 1.25 1.60 1.65 1.85 1.90

Calcular: a) el gasto especifico q b) la velocidad media V c) graficamente la distancia h del fondo a l a que la velocidad es igual a la velocidad media d) el coeficiente de Coriolis α e) el coeficiente de Boussinesq β f) el numero de Reynolds

El tirante es y=0.95 m 2.-

Se tiene un fluido con Sg = 0.8 que fluye en una línea de conducción de 10” y rugosidad absoluta κ = 0.0008 0.0008 m. Si para un Numero de Reynolds Re = 1.8 x 106 se tiene que Vh=0.05m = 3.1 m/s, se pide calcular el caudal Q y el esfuerzo de corte en el fondo de la tubería τo.

3.-

Se tiene aceite con densidad relativa Sg = 0.80 0.80 y viscosidad dinámica μ = 1.5Poise 1 .5Poise que es bombeada de un deposito a un tanque que esta 4.5 4 .5 m más alto a través de una tubería de 2.5” y 50 m de longitud. Además se sabe que la presión a la salida de la bomba es equivalente equiv alente a 12m de agua. Se pide calcular el Caudal que circula por la tubería.

4.-

En qué punto de la sección transversal de una tubería circular hay que medir la velocidad de tal manera que esta sea igual a la velocidad media del flujo en la sección completa? Suponer que el flujo es Laminar.

5.-

Deduzca las expresiones para obtener el esfuerzo de corte τ en canales muy anchos y no anchos, luego obtenga el esfuerzo de corte en el fondo del canal.

6.-

Glicerina (Sg=1.26) a 40°C fluye en la l a parte del ducto que esta fuera de los tubos cuadrados que se muestran en la figura. Calcule el número de Reynolds para un caudal de 0.10 m3/s. El flujo es Laminar?.

7.-

En la Fig. 1 se muestra un sistema utilizado para rociar agua contaminada hacia el aire, con el fin de aumentar el contenido de oxigeno del agua y hacer que los solventes volátiles se vaporicen. La presión en el punto B, justo encima de la cabeza de la boquilla debe estar a 25 lb/pulg2  relativa para que la boquilla funcione adecuadamente. La presión en el punto A (la entrada de la bomba) es de -3.5 lb/pulg 2  relativa. El caudal es de 0.50 pies 3/s. La viscosidad dinámica del fluido es μ = 4.0x10 -5 lbxseg/pie2. La gravedad específica del fluido es de 1.026. Calcule la potencia transmitida por la bomba al fluido, tomando en cuenta la perdida por fricción en la línea de descarga.

8.-

Para el sistema que se muestra en la Figura 2, calcular la potencia en HP que transmite la bomba al agua, para bombear 50 gal/min de agua a 60 °F hacia el tanque (1pie3/s=449 gal/min). El aire en este está a 40 lb/pulg2 relativa. Considere la pérdida por fricción en el conducto de descarga cuya longitud es de 225 pies, y desprecie cualquier otra perdida.

Fig. 1 Fig. 2

Fig. 2

9.-

Se bombea aceite a razón de 19 l/s en una tubería de 10 cm de diámetro. La densidad relativa del aceite es 0.85 y la viscosidad es 0.01 kg-s/m2. Cuál será la diferencia entre las lecturas de los manómetros de los puntos A y B mostrados en la fi gura?. Cuál es la velocidad máxima que se presenta en la tubería?

10.-

En la Figura 3 se muestra una bomba que saca 840 litros/min de aceite crudo (sg = 0.85) de un tanque de almacenamiento subterráneo hasta la primera etapa de un sistema de procesamiento. a) Si la pérdida total de energía en el sistema es de 4.2 N.m/N de flujo de aceite, calcule la potencia transmitida por la bomba. b) Si la pérdida de energía en el conducto de succión es de 1.4 N.m/N de flujo de aceite, calcule la presión en la entrada de la bomba. (4p)

11.-

Una bomba sumergible para pozo profundo produce 745 gal/h (Q), de agua mediante un conducto de 1 pulg. Calibre 40, cuando se encuentra funcionando en el sistema mostrado en la Figura 4. Se presenta una pérdida de energía de 10.5 lb-pies/lb en el sistema de conductos. a) Calcule la potencia transmitida por la bomba al agua. b) Si la bomba requiere 1 hp, calcule su eficiencia, (1gal=3.785 litros).

Fig. 3

Fig. 4

12.-

En la instalacion mostrada en la figura, la perdida de carga de A a B y desde C a D es de una altura de velocidad y desde B a C es de dos alturas de velocidad, siendo el diametro constante de la tuberia de 15 cm. a) Determinar la presion en los puntos B y C (en m). b) Dibuje la Linea

de Alturas Piezometricas L.A.P. y a que conclusion lo lleva el grafico con respecto a las alturas de presion.

13.-

Para el sistema mostrado el flujo de agua es de 0.127 m3/s sin la bomba. Calcular la potencia aproximada que necesita la bomba para mantener un caudal de 0.170 m3/s. (4p)

60m 6”

Bomba 6”

3” Kc= 0.37

El Profesor.