Segundo Examen Parcial de Mecánica de Fluidos II

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO CARRERA PROFESIONAL PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL SEMESTRE ACADEMICO 2008-VERANO 2008-VERANO SEGUNDO EXAMEN PARCIAL DE MECANICA DE FLUIDOS II

(DURACIÓN 2.00 Hrs) 1. Responda Responda las siguien siguientes tes preguntas preguntas teóricas teóricas a. !c"pese !c"pese de la la clasi#icac clasi#icación ión de per#iles per#iles del $%& $%& (01 puntos). puntos).  b. Indi'ue los todos ordinarios para el c*lculo de per#iles de reanso (01 puntos). c. Indi'ue las ecuaciones de descarga para +ertederos de pared delgada sin considerar la +elocidad de apro,iación (01 puntos). d. Indi'ue Indi'ue los principa principales les tipos de de estructuras estructuras -idr*u -idr*ulicas licas (01 (01 puntos). puntos). e. Indi'ue Indi'ue los tipos tipos de oleae oleae en #luo #luo no perraente perraente en en canales/ canales/  seale seale en 'ue 'ue casos se genera cada uno de ellos (01 puntos). 2. n un canal canal prin princi cipa pall de apos aposte ter3 r3a a de caract caracter er3s 3stitica cass 45 1.60 1.60 7 85 1.60 1.6077 950.00:7 n50.0267 51.20 7 se tiene construido una presa de deri+ación7 'ue en un punto dado (aguas arri4a) genera una ele+ación del espeo de agua en 0.:0  #orando una cur+a de reanso. Con la #inalidad de increentar la altura de los uros del canal en este trao se desea deterinar la altura del reanso en un punto de control situado a 200  del priero (06 puntos). :. Un ori#icio ori#icio de 1.6; 1.6; de di*etro7 di*etro7 Cd50.<6 Cd50.<6 desagua desagua de un un recipiente recipiente 4ao 4ao una carga carga #ia de 1.60 . Deterinar el increento del caudal 'ue resultara de aadir una 4o'uilla -ori8ontal di+ergente cuo di*etro de salida es de 2;. =a perdida de carga por #ricción  singularidad en el recipiente  la 4o'uilla es de 26> de la altura inicial. 9e pide deterinar (06 puntos) a. ?orc ?orcen enta tae e de incr incre ee ento nto del caud caudal al.. l coe#iciente de gasto re#erido a la sección de salida.  b. c. =a carga en la unión del del ori#icio con la 4o'uilla. ?at. 1.60 

@. n un trao trao del canal canal princip principal al de secció sección n trape8 trape8oid oidal al del ?roe ?roecto cto Irrigac Irrigación ión inta7 se 'uiere sal+ar un desni+el desde la cota :::0.@00 sn -asta ::2B.20 sn7 ediante la construcción de una ca3da inclinada7 para lo cual se dispone de la in#oración Canal de Ingreso Canal de salida  5 0.B0 :seg  5 0.B0 :seg 45 0.E0 . 45 0.E0 .

95 0.02 95 0.00: 8 5 1.6 8 5 1.6 n 5 0.016 n 5 0.016 9e pide deterinar las diensiones de la ca3da7 considerando una inclinación de 1.61 (06 puntos). Uncp/ 1< de Far8o del 200<.  Ing. A4el Fui8 ?. ?ro#esor del Curso.

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(DURACIÓN 2.00 Hrs) 6. Responda las siguientes preguntas teóricas a. !c"pese de la clasi#icación de per#iles del $%& (01 puntos). =a clasi#icación de los per#iles del $%& se puede lograr anali8ando cual'uiera de las dos ecuaciones "ltias. l estudio de la ecuación conduce a pro4ar 'ue -aa 12 posi4les per#iles/ 'ue en la pr*ctica se conocen coo los per#iles generali8ados del $%&. l estudio se -ace a partir de la pendiente 9 0 del canal/ la isa 'ue puede ser  (las pala4ras entre parntesis son los no4res en ingles) 9o G 9c/ su4critica o sua+e (Fild)7( 3 perfiles ip! M) 9o  9c/ supercr3tica o pronunciada (9teep)( 3 perfiles ip! S) 9o 5 9c/ critica (Critical)(2perfiles ip! C) 9o 5 0/ -ori8ontal (Hori8ontal)(2 perfiles ip! ") 9o G 0/ ad+ersa (Ad+erse)(2 perfiles ip! A) 4. Indi'ue los todos ordinarios para el c*lculo de per#iles de reanso (01 puntos). n la pr*ctica los todos ordinarios de c*lculo son cuatro Integración gra#ica. Integración directa. Ftodo directo trao a trao. Ftodo est*ndar trao a trao. n general es recoenda4le -acer los c*lculos -acia aguas arri4a si el #luo es su4critico  -acia aguas a4ao si el #luo es supercr3tico a4os casos se parte de una pro#undidad conocida. • • • •

c. Indi'ue las ecuaciones de descarga para +ertederos de pared delgada sin considerar la +elocidad de apro,iación (01 puntos). Q 1.34 H   ?ara +ertederos triangulares de <0 2.48

=

Q

=

Q

=

1.84( L

−

0.1nH ) H  3 / 2

1.86 LH  3 / 2

 ?ara +ertederos rectangulares  ?ara +ertederos Cipolletti

d. Indi'ue los principales tipos de estructuras -idr*ulicas (01 puntos). structuras de conducción. J Canales. J 9i#ones in+ertidos. J $lues apoado/  ele+ado. J Ca3da ca3da +ertical/ ca3da rectangular inclinada/ ca3da inclinada/ ca3da dentada. J C-ute c-ute en canal a4ierto/ c-ute entu4ado. structuras de regulación J Represa. J Represa  ca3da. J oa. J ?artidor. structuras de protección J structuras de protección interior ali+iadero lateral ali+iadero de si#ón/ des#ogue lateral/ des#ogue terinal. J structuras de protección e,terior Alcantarilla/ paso superior/ entrada al canal/. structuras de edición J Fedidor ?ars-all. J &ertedero. J Caa +ertedora. J Fedidor de #luo a4ierto. J !ri#icio de carga constante. structuras de disipación de energ3a J structuras de disipación de tipo ipacto ca3da +ertical/ ca3da dentada/ po8o disipador. J structuras de disipación de disipación de tipo salto -idr*ulico tan'ue aortiguador/ ca3da entu4ada. e. Indi'ue los tipos de oleae en #luo no perraente en canales/  seale en 'ue casos se genera cada uno de ellos (01 puntos). ipo A =a onda se genera a4riendo 4ruscaente la copuerta de aguas arri4a de un canal. l eeplo pr*ctico lo constitue la onda generada por la ruptura de un di'ue u onda de rodillo. l #rente de onda a+an8a aguas a4ao. ipo K =a onda se genera cerrando 4ruscaente la copuerta de aguas de4ao de un canal. l eeplo pr*ctico lo constitue la disinución en la deanda de agua del canal. l #rente de onda a+an8a aguas arri4a. ipo C=a onda se genera cerrando 4ruscaente la copuerta de aguas arri4a de un canal. l eeplo pr*ctico lo constitue la disinución en el suinistro de agua del canal. l #rente de onda retrocede aguas a4ao. ipo D=a onda se genera 4ruscaente la copuerta de aguas de4ao de un canal. l eeplo pr*ctico lo constitue el auento en la deanda de agua del canal. l #rente de onda retrocedes aguas arri4a.

E. n un canal principal de aposter3a de caracter3sticas 45 1.60 7 85 1.607 950.00:7 n50.0267 51.20 7 se tiene construido una presa de deri+ación7 'ue en un punto dado (aguas arri4a) genera una ele+ación del espeo de agua en 0.:0  #orando una cur+a de reanso. Con la #inalidad de increentar la altura de los uros del canal en este trao se desea deterinar la altura del reanso en un punto de control situado a 200  del priero (06 puntos)... L. Un ori#icio de 1.6; de di*etro7 Cd50.<6 desagua de un recipiente 4ao una carga #ia de 1.60 . Deterinar el increento del caudal 'ue resultara de aadir una 4o'uilla -ori8ontal di+ergente cuo di*etro de salida es de 2;. =a perdida de carga por #ricción  singularidad en el recipiente  la 4o'uilla es de 26> de la altura inicial. 9e pide deterinar (06 puntos) a. ?orcentae de increento del caudal. 4. l coe#iciente de gasto re#erido a la sección de salida. c. =a carga en la unión del ori#icio con la 4o'uilla. ?at. 1.60 

B. n un trao del canal principal de sección trape8oidal del ?roecto Irrigación inta7 se 'uiere sal+ar un desni+el desde la cota :::0.@00 sn -asta ::2B.20 sn7 ediante la construcción de una ca3da inclinada7 para lo cual se dispone de la in#oración Canal de Ingreso Canal de salida  5 0.B0 :seg  5 0.B0 :seg 45 0.E0 . 45 0.E0 . 95 0.02 95 0.00: 8 5 1.6 8 5 1.6 n 5 0.016 n 5 0.016 9e pide deterinar las diensiones de la ca3da7 considerando una inclinación de 1.61 (06 puntos). Uncp/ 1< de Far8o del 200<.  Ing. A4el Fui8 ?. ?ro#esor del Curso.