UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL SEMESTRE ACADEMICO 2008-VERANO SEGUNDO EXAMEN PARCIAL DE MECANICA DE FLUIDOS II (DURACIÓN 2.00 Hrs) 1. Responda las siguientes preguntas teóricas: a. Ocúpese de la clasificación de perfiles del FGV (01 puntos). b. Indique los métodos ordinarios para el cálculo de perfiles de remanso (01 puntos). c. Indique las ecuaciones de descarga para vertederos de pared delgada sin considerar la velocidad de aproximación (01 puntos). d. Indique los principales tipos de estructuras hidráulicas (01 puntos). e. Indique los tipos de oleaje en flujo no perramente en canales, y señale en que casos se genera cada uno de ellos (01 puntos). 2. En un canal principal de mampostería de características b= 1.50 m; z= 1.50; S=0.003; n=0.025; y=1.20 m; se tiene construido una presa de derivación; que en un punto dado (aguas arriba) genera una elevación del espejo de agua en 0.30 m formando una curva de remanso. Con la finalidad de incrementar la altura de los muros del canal en este tramo se desea determinar la altura del remanso en un punto de control situado a 200 m del primero: (05 puntos). 3. Un orificio de 1.5” de diámetro; Cd=0.95 desagua de un recipiente bajo una carga fija de 1.50 m. Determinar el incremento del caudal que resultara de añadir una boquilla horizontal divergente cuyo diámetro de salida es de 2”. La perdida de carga por fricción y singularidad en el recipiente y la boquilla es de 25% de la altura inicial. Se pide determinar: (05 puntos) a. Porcentaje de incremento del caudal. b. El coeficiente de gasto referido a la sección de salida. c.La carga en la unión del orificio con la boquilla. Pat. 1.50 m
4. En un tramo del canal principal de sección trapezoidal del Proyecto: Irrigación Tinta; se quiere salvar un desnivel desde la cota 3330.400 msnm hasta 3328.20 msnm; mediante la construcción de una caída inclinada; para lo cual se dispone de la información: Canal de Ingreso: Canal de salida: Q = 0.80 m3/seg Q = 0.80 m3/seg b= 0.60 m. b= 0.60 m.
S= 0.02 S= 0.003 z = 1.5 z = 1.5 n = 0.015 n = 0.015 Se pide determinar las dimensiones de la caída; considerando una inclinación de 1.5:1 (05 puntos). Uncp, 19 de Marzo del 2009. Ing. Abel Muñiz P. Profesor del Curso.
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL SEMESTRE ACADEMICO 2008-VERANO SEGUNDO EXAMEN PARCIAL DE MECANICA DE FLUIDOS II (DURACIÓN 2.00 Hrs) 5. Responda las siguientes preguntas teóricas: a. Ocúpese de la clasificación de perfiles del FGV (01 puntos). La clasificación de los perfiles del FGV se puede lograr analizando cualquiera de las dos ecuaciones últimas. El estudio de la ecuación conduce a probar que haya 12 posibles perfiles, que en la práctica se conocen como los perfiles generalizados del FGV. El estudio se hace a partir de la pendiente S 0 del canal, la misma que puede ser (las palabras entre paréntesis son los nombres en ingles): So < Sc, subcritica o suave (Mild);(3 perfiles tipo M) So > Sc, supercrítica o pronunciada (Steep)(3 perfiles tipo S) So = Sc, critica (Critical)(2perfiles tipo C) So = 0, horizontal (Horizontal)(2 perfiles tipo H) So < 0, adversa (Adverse)(2 perfiles tipo A) b. Indique los métodos ordinarios para el cálculo de perfiles de remanso (01 puntos). En la práctica los métodos ordinarios de cálculo son cuatro: Integración grafica. Integración directa. Método directo tramo a tramo. Método estándar tramo a tramo. En general es recomendable hacer los cálculos hacia aguas arriba si el flujo es subcritico y hacia aguas abajo si el flujo es supercrítico ambos casos se parte de una profundidad conocida.
c. Indique las ecuaciones de descarga para vertederos de pared delgada sin considerar la velocidad de aproximación (01 puntos). Q 1.34 H 2.48 : Para vertederos triangulares de 90º Q 1.84( L 0.1nH ) H 3 / 2
: Para vertederos rectangulares
Q 1.86 LH 3 / 2
: Para vertederos Cipolletti
d. Indique los principales tipos de estructuras hidráulicas (01 puntos). Estructuras de conducción. - Canales. - Sifones invertidos. - Flumes: apoyado, y elevado. - Caída: caída vertical, caída rectangular inclinada, caída inclinada, caída dentada. - Chute: chute en canal abierto, chute entubado. Estructuras de regulación: - Represa. - Represa y caída. - Toma. - Partidor. Estructuras de protección: - Estructuras de protección interior: aliviadero lateral aliviadero de sifón, desfogue lateral, desfogue terminal. - Estructuras de protección exterior: Alcantarilla, paso superior, entrada al canal,. Estructuras de medición: - Medidor Parshall. - Vertedero. - Caja vertedora. - Medidor de flujo abierto. - Orificio de carga constante. Estructuras de disipación de energía: - Estructuras de disipación de tipo impacto: caída vertical, caída dentada, pozo disipador. - Estructuras de disipación de disipación de tipo salto hidráulico: tanque amortiguador, caída entubada. e. Indique los tipos de oleaje en flujo no perramente en canales, y señale en que casos se genera cada uno de ellos (01 puntos). Tipo A: La onda se genera abriendo bruscamente la compuerta de aguas arriba de un canal. El ejemplo práctico lo constituye la onda generada por la ruptura de un dique u onda de rodillo. El frente de onda avanza aguas abajo. Tipo B: La onda se genera cerrando bruscamente la compuerta de aguas debajo de un canal. El ejemplo práctico lo constituye la disminución en la demanda de agua del canal. El frente de onda avanza aguas arriba. Tipo C:La onda se genera cerrando bruscamente la compuerta de aguas arriba de un canal. El ejemplo práctico lo constituye la disminución en el suministro de agua del canal. El frente de onda retrocede aguas abajo. Tipo D:La onda se genera bruscamente la compuerta de aguas debajo de un canal. El ejemplo práctico lo constituye el aumento en la demanda de agua del canal. El frente de onda retrocedes aguas arriba.
6. En un canal principal de mampostería de características b= 1.50 m; z= 1.50; S=0.003; n=0.025; y=1.20 m; se tiene construido una presa de derivación; que en un punto dado (aguas arriba) genera una elevación del espejo de agua en 0.30 m formando una curva de remanso. Con la finalidad de incrementar la altura de los muros del canal en este tramo se desea determinar la altura del remanso en un punto de control situado a 200 m del primero: (05 puntos)... 7. Un orificio de 1.5” de diámetro; Cd=0.95 desagua de un recipiente bajo una carga fija de 1.50 m. Determinar el incremento del caudal que resultara de añadir una boquilla horizontal divergente cuyo diámetro de salida es de 2”. La perdida de carga por fricción y singularidad en el recipiente y la boquilla es de 25% de la altura inicial. Se pide determinar: (05 puntos) a. Porcentaje de incremento del caudal. b. El coeficiente de gasto referido a la sección de salida. c. La carga en la unión del orificio con la boquilla. Pat. 1.50 m
8. En un tramo del canal principal de sección trapezoidal del Proyecto: Irrigación Tinta; se quiere salvar un desnivel desde la cota 3330.400 msnm hasta 3328.20 msnm; mediante la construcción de una caída inclinada; para lo cual se dispone de la información: Canal de Ingreso: Canal de salida: Q = 0.80 m3/seg Q = 0.80 m3/seg b= 0.60 m. b= 0.60 m. S= 0.02 S= 0.003 z = 1.5 z = 1.5 n = 0.015 n = 0.015 Se pide determinar las dimensiones de la caída; considerando una inclinación de 1.5:1 (05 puntos). Uncp, 19 de Marzo del 2009. Ing. Abel Muñiz P. Profesor del Curso.
