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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