UTN - Hidráulica Gral. y AplicadaCurso 2009 – Día sábado

Apellido y Nombre

nota

2º PARCIAL14/11/2009 Legajo

Lineamientos para la resolución del parcial Escribir el nombre en cada hoja. Leer todas las preguntas detenidamente. Mostrar resultados intermedios. Explicar la resolución del problema, no sólo escribir ecuaciones. Se asignará puntaje parcial pero sólo cuando los resultados intermedios y las explicaciones sean claras. Por favor ser prolijo. Será más fácil identificar las respuestas correctas o parcialmente correctas cuando

la escritura sea clara. Mostrar las unidades apropiadas durante todo el cálculo y en las respuestas finales. Remarcar las respuestas finales. Se considerará incorrecta la respuesta final si da indicios de un resultado físicamente incorrecto en

relación a lo preguntado. Para aprobar se deberá alcanzar por lo menos 20 puntos de cada ejercicio. En caso de tener un ejercicio correctamente resuelto, podrá recuperarse el otro en fecha de

recuperatorio.

1B ESCURRIMIENTO PERMANENTE EN CONDUCTOS

50 puntos

Para el sistema de la figura determinar:a) z si por él circula un flujo de agua de 750 l/min, para la válvula ángulo completamente abierta (Kvalv = 0)b) Una vez establecida la altura z calculada en el punto anterior la válvula se cierra parcialmente de modo que deja pasar solamente un caudal de 300 l/min, calcular el valor de K para la válvula de ángulo.El material de la cañería es acero (=0,046mm).Notas:Fluido: agua de densidad = 1000 kg/m³; viscosidad = 1.10-6 m²/s.Despreciar pérdidas localizadas excepto la de la válvula

2B CANALES

50 puntos

En un canal rectangular revestido de hormigón (n=0,012) de 5m de ancho, escurre un caudal controlado aguas arriba por un vertedero triangular (de ángulo recto) de carga H=2,5m. El canal cambia de pendiente según se indica en la figura y se desea conocer:a) el caudal regulado por el vertedero triangularb) los tirantes normales (uniformes) en cada tramoc) el tirante críticod) evaluar si se produce resalto en algún sectore) las curvas del perfil de la superficie, indicando en el gráfico: línea de tirante crítico, tirantes uniformes, curva y nombre de cada una.Notas:Se supone que la longitud de cada tramo es suficiente como para alcanzar el tirante uniformeSe desprecia la velocidad de llegada del fluido hacia el vertedero

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Apellido y Nombre

nota

2º PARCIAL14/11/2009 Legajo

Lineamientos para la resolución del parcial Escribir el nombre en cada hoja. Leer todas las preguntas detenidamente. Mostrar resultados intermedios. Explicar la resolución del problema, no sólo escribir ecuaciones. Se asignará puntaje parcial pero sólo cuando los resultados intermedios y las explicaciones sean claras. Por favor ser prolijo. Será más fácil identificar las respuestas correctas o parcialmente correctas cuando

la escritura sea clara. Mostrar las unidades apropiadas durante todo el cálculo y en las respuestas finales. Remarcar las respuestas finales. Se considerará incorrecta la respuesta final si da indicios de un resultado físicamente incorrecto en

relación a lo preguntado. Para aprobar se deberá alcanzar por lo menos 20 puntos de cada ejercicio. En caso de tener un ejercicio correctamente resuelto, podrá recuperarse el otro en fecha de

recuperatorio.

1A ESCURRIMIENTO PERMANENTE EN CONDUCTOS

50 puntos

En el circuito de la figura circula agua, y tiene en su recorrido una válvula. La circulación se produce por gravedad entre el depósito superior y el inferior. Calcular:a) el caudal que circula cuando la válvula está completamente abierta (Kvalv = 0)b) la pérdida que tiene que provocar la válvula (Kvalv = ?) para que el caudal que circule sea la mitad del punto anteriorNotas: Fluido: agua, de densidad del agua = 1000 kg/m3; viscosidad = 1.10-6 m2/s.

Despreciar pérdidas localizadas excepto la de la válvula

2A CANALES

50 PUNTOS

En un canal rectangular revestido de hormigón (n=0,012) de 3m de ancho, circula un caudal regulado por un vertedero rectangular aguas arriba, que tiene una carga de H=0,7m. En su recorrido, el canal cambia de pendiente según se indica en la figura y se desea conocer:a) el caudal regulado por el vertedero rectangularb) los tirantes normales (uniformes) en cada tramoc) el tirante críticod) evaluar si se produce resalto en algún sectore) las curvas del perfil de la superficie, indicando en el gráfico: línea de tirante crítico, tirantes uniformes, curva y nombre de cada una.Notas:Se supone que la longitud de cada tramo es suficiente como para alcanzar el tirante uniformeSe desprecia la velocidad de llegada del fluido hacia el vertedero

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Ecuaciones integrales fundamentales

Ecuación de continuidad

Ecuación de cantidad de movimiento

Ecuación de la Energía

Ecuación de Bernoulli p.1

V.12

2g z.1

p.2

V.22

2g z.2 h.1_2

Ecuación de Manning Q 1

n A R2

3 S0

1

2

Tirantes conjugados de resalto Y2

Y1

21 8 Fr1

2 1

óY1

Y2

21 8 Fr2

2 1

f turbulento (Coolebrok-White

Ecuaciones de vertederos

lc l

Q Cd lc 2g H3

2

Q 0.423 lc 2 g 0.7 m( )3

2 3.29m3

s

, ecuación dimensionalmente coherente, cada variable con su dimensión

Si existe contracción lateral: lc=l-0,2H

Cd=0,423 (adimensional)

Q C H5

2[H] = m; [Q] = m3/s; C=adimensional C=1,346 para ángulo inferior de 90º

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Tabla de pérdidas localizadas

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DIAGRAMA DE MOODY

:

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CANALES. ELEMENTOS GEOMÉTRICOS DE SECCIONES (Fuente: Hidráulica de Canales Abiertos, Ven Te Chow) Tabla 5

Sección

ÁreaA

Perímetro mojadoP

Radio HidráulicoR

Ancho SuperficialT

Profundidad Hidráulica

D

Factor de SecciónZ

Rectángulo

Trapecio

Triángulo

Círculo

ó

Parábola* *

Rectángulo con esquinas redondeadas (y>r)

Triángulo con fondo redondeado

* Aproximación satisfactoria para el intervalo 0<x≤1, donde x=4.y/T. Cuando x>1, utilice la expresión exacta P

T

21 x2 1

xln x 1 x2

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