• Author / Uploaded
• Monica Talia Rodriguez Cogua

Citation preview

HIDRAULICA I

EJERCICIOS SERIE Y PARALELO SALDARRIAGA

PRESENTADO POR: SANTIAGO ALVAREZ - 1103490 SEBASTIAN BOLIVAR - 1103452

PRESENTADO A: JOSUE DAVID DAZA

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL

BOGOTA D.C.

2021-1

5.1 Resuelva el Ejemplo 5.1 teniendo en cuenta que no existen caudales laterales en las uniones de la serie de cuatro tuberías. Compare el caudal final con el de dicho ejemplo. ¿Qué conclusión puede sacar?

5.2 Una bomba transmite una altura total d e 47 m al flujo d e agua en una serie de tres tuberías, tal como se muestra en la Figura P5.2. Las tres tuberías están elaboradas en PVC (k = 1.5 x 1 0 6 m). ¿Cuál es el caudal que llega al tanque ubicado aguas abajo? ¿Cómo varía éste si se suspende el segundo caudal lateral?

El caudal del primer caso (cuando estan los dos caudales laterales) es de 167.8 L/s. y comparación con el segundo caso (cuando se elimina el segundo caudal lateral) se ve una reducción del Caudal que llega a la tubería aguas abajo hasta un valor de 155.3 L/s

5.3 En un sistema de riego localizado de alta frecuencia se tiene el sistema de tuberías mostrado en la Figura P5.3. Las cuatros tuberías son de PVC (ks = 1.5 x 10-6 m). ¿Cuál es el caudal mínimo que llega al tanque ubicado aguas abajo? ¿Cómo varía este caudal si se suspenden los caudales laterales?

El caudal del primer caso (cuando están los tres caudales laterales) es de 115.9 L/s cada uno. y comparación con el segundo caso (cuando se eliminan todos los caudales laterales) se ve una reducción del Caudal que llega a la tubería aguas abajo hasta un valor de 39.9 L/s

5.4 Resuelva el Ejemplo 5.2 teniendo en cuenta que el caudal que se desea llevar al tanque de aguas abajo se duplica.

5.5 En una planta de tratamiento de agua potable se tiene la serie de tuberías mostradas en la Figura P5.5. Los caudales laterales, de 1 2 0 l/s en cada unión, llevan a tres trenes de tratamiento mientras que la tubería final lleva el caudal sobrante a un embalse de almacenamiento. ¿Cuál es el caudal que llega a dicho embalse? Todas las tuberías son de PVC (k = 1.5 x l O*6 m).

5.6 Calcule la altura H del tanque mostrado en la Figura P5.6 teniendo en cuenta que el caudal que debe llegar a la piscina es de 54.3 l/s. El material de las tuberías es hierro galvanizado.

5.7 En la Figura P5.7 se muestra un esquema de parte del sistema de extinción de incendios de una planta de productos químicos. Las tuberías son de acero comercial y la presión mínima a la salida es la indicada en la figura. Calcule la potencia de la bomba si su eficiencia es de 85%.

5.8 Resuelva el Ejemplo 5.3 teniendo en cuenta que la potencia de la bomba se duplica, manteniéndose igual su eficiencia.

5.9 Una de las estructuras de enfriamiento del agua de producción de un campo petrolero tiene la configuración mostrada en la Figura P5.9. Si el agua se encuentra a 80 °C, ¿cuáles deben ser los diámetros de las tuberías si su material es acero comercial? La potencia de la bomba es de 325 kW, con una eficiencia de 78 %. La presión mínima en el aspersor 3 debe ser 50 kPa manométrica.

5.10 Si en la planta de tratamiento de agua potable del problema 5.5 se desea triplicar el caudal de llegada a l embalse de almacenamiento. ¿Cual es es la potencia necesaria, para una bomba que se coloque al inicio de la tubería 1 ?. Suponga una eficiencia de bombeo de 75%

5.11 En una planta de tratamiento de agua potable es necesario repartir el agua cruda a tres tanques floculadores, tal como se muestra en la Figura P5.1-1. Calcule el diámetro de cada una de las tres tuberías si su material es hierro galvanizado.

5.12 Resuelva el Problema 5.9 si el material de las tuberías 2 y 3 cambia a PVC. ¿Qué efecto final sobre el diseño tiene este cambio de materiales? ¿Qué conclusiones puede plantear?

5.13 En un sistema de abastecimiento de agua potable es necesario diseñar una tubería que una la toma de agua cruda con la estructura de desarenadores al inicio de la planta de tratamiento. El caudal que se debe mover es de 284 l/s. La tubería tiene una longitud de 2.370 m, un coeficiente global de pérdidas menores de 15.7 y una diferencia favorable de nivel entre la superficie del agua en la toma y en los desarenadores de 138 m. Diseñe la tubería si el material disponible es PVC (k$1.5x 1 0 '6 m). Cambie el diseño resultante por dos tuberías en serie d e tal forma que a los desarenadores llegue el exacto caudal de diseño.

5.14 Resuelva el Problem a 5.13 si el material disponible es hierro dúctil.

5.19 Calcule el total que fluye por el sistema en paralelo mostrado en la figura P5.19. La presión en el nodo de entrada es 530 kPa y en el nodo de salida es 130 kPa, ambas manométricas. Las tuberías con acero comercial:

5.20 Resuelva el Problema 5.19 si el material de las tuberías cambia a PVC. ¿ Qué conclusiones se pueden sacar? (Ks= 0.0015)

5.21 Resuelva el Ejemplo 5.7 teniendo en cuenta que el diámetro de las dos nuevas tuberías se

reduce a 250 mm. ¿Cual es la nueva presión en el nodo de salida?

5.23 En la red matriz del sistema de distribución de agua potable del sistema de agua de Pereira, Colombia, se tiene el sistema en paralelo mostrado en la figura P5.23. El caudal total que debe pasar por éste es de 254.3 l/s y la presión del nodo inicial es de 343 kPa. El material de ambas tuberías es de asbesto-cemento.¿Cuál es la presión del nodo final? ¿Cuáles son los caudales por cada tubería?

5.24 Resuelva el problema anterior si una de las tuberías es de PVC ¿Qué conclusiones se pueden sacar?

5.25 Resuelva el problema 5.23 teniendo en cuenta que el material de las tuberías cambia a PVC.Los demás datos del problema no varían. Compare los resultados obtenidos de los 2 problemas. ¿Qué conclusión se puede plantear con respecto al efecto de la rugosidad absoluta del material de las tuberías sobre la presión en el nodo final y sobre los caudales individuales?

5.27 En el subsistema de distribución de agua potable de Pereira, Colombia, que parte del tanque Matecaña, se tiene una tubería con las características mostradas en la figura P5.27. El caudal máximo que puede fluir por esta tubería es de 294.4 l/s. La presión en el nodo de entrada equivale a 25.3 m de agua y la del nodo final es de 17.6 m de agua. Si se quiere que el caudal aumente a 390 l/s, ¿Cuál debería ser el diámetro de la nueva tubería si su longitud y coeficiente de pérdidas menores son iguales a los de la tubería original y el material es PVC?¿Cuáles son los caudales finales en cada una de las tuberías?¿Cuál es la altura final en el nodo 2?

5.28 Resuelva el Problema 5.27 teniendo en cuenta que la nueva tubería tiene una longitud de 153 m y el material en que debe hacerse es hierro galvanizado.

5.29 Resuelva el problema 5.19 sí la nueva tubería es de polietileno y tiene una longitud de 284 m.