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• martin alvarado

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UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDRÁULICA

EXAMEN FINAL APELLIDOS Y NOMBRES DEL ESTUDIANTE

CICLO Y SECCION

NOTA :

Letra

CODIGO

FECHA

HORA DE INICO

Número

HORA DE TÉRMINO

Recomendaciones: Lee atentamente cada pregunta y responde marcando y/o completando tu respuesta, evita borrones o enmendaduras que pueden invalidar tu respuesta. Duración de la evaluación: (……1:20 minutos). Materiales equipos y/o instrumentos permitidos:

PROBLEMA 1. En el curso de Mecánica de Fluidos e Hidráulica, los estudiantes del V ciclo de Ingeniería Civil de la UPLA, diseñan un sistema de abastecimiento de agua de dos tanques , por donde el fluido se desplaza a gravedad del tanque que está a una altura de 140 pies por las tuberías de 14 y 7 pulgadas de diámetro. En el diseño se especifica que el tanque B tiene una altura X del nivel de referencia . Las dos tuberías de 14 y 7 pulgadas son de acero comercial. Por la tubería de mayor diámetro existe un flujo de 14 m/s. Temperatura a considerar 80oF. La pérdida secundaria de entrada al tubo tiene un K = 0,8 a. Dibujar y explicar el sistema de acuerdo al caso, datos del problema

(1p)

b. Que formulas usa en la solución del problema

(1/2p)

c.

(1/2p)

Determinar el número de Reynolds indicando si el flujo es laminar o turbulento

d. Determinar el factor de fricción usando el diagrama de Woody

(1/2p)

e. Determinar las pérdidas totales

(1/2p)

f. Determinar la presión en el punto de intersección de las tuberías a 50 pies del suelo

(1p)

g. Calcule el nivel del agua en el punto en el depósito B de modo que no fluya agua hacía o desde el depósito |

(1p).

PARA CONSIDERAR LOS DATOS TOMAR EN CUENTA LAS TABLAS Y GRÁFICOS

120 PIES

D=7 PULG

V=14PIES/S

120 PIES 60 PIES

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D=14 PULG

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PROBLEMA 2. En las galerías Mubarak en la ciudad de Huancayo, los alumnos del V ciclo de la UPLA, diseñan un sistema contraincendios, para efectos de cálculo se presenta el gráfico de una parte del sistema integral, donde podemos apreciar las tuberías de succión y descarga, una bomba centrifuga marca Hidrostal que impulsa 1 500 gal/min de agua, que se encuentra a una temperatura de 50 °F. Se observa que desde un tanque de almacenamiento se envía el fluido al punto B que se puede considerar como un rociador. Para efectos de diseño se instala en el punto A un manómetro que proporciona una lectura de 3.5154 m de agua. Longitud de la tubería de succión 10 pies. Longitud de la tubería de descarga 80 pies a. Dibujar y explicar el sistema de acuerdo al caso, datos del problema b. Que formulas usa en la solución del problema

(1p) (1/2p)

c. Para las condiciones indicadas y con la suposición de que la presión en el punto A es de 3,5154 m de agua. calcule la potencia que trasmite la bomba al agua a fin de mantener una presión de 85 Psig en el punto B. Para el cálculo considere la altura “h” y las pérdidas totales en la tubería de succión y descarga (3p). Para los datos hacer uso de las tablas.

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TUBERIA DE ACERO DE 10 PULG CALIBRE 40

40 PIES

BOMBA

TUBERIA DE ACERO DE 14 PULGADAS CALIBRE 80

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PROBLEMA 3

Los alumnos del V ciclo del curso de Mecánica de Fluidos e Hidráulica de la UPLA, en los trabajos que realizan en campo, usan una barrenadora de aire comprimido de 0,25 Kg/s de aire a 650KPa (Manométrica) en la misma, La manguera desde el compresor del aire hasta la barrenadora tiene 40 mm de diámetro interior. La presión manométrica máxima de descarga del compresor es de 690 KPa , el aire sale del compresor a 40oC. Desprecie los cambios de densidad y cualesquiera efectos debido a la curvatura de la manguera. Para calculo usar los datos siguientes: densidad del aire igual a 1,127 Kg/m3, viscosidad del aire igual a 1,69 x 10-5 m2/s, peso especifico del aire igual a 11,05 N/m3 a. b. c. d. e. |

Dibujar el sistema y explicar de acuerdo a la teoría del curso (1/2p) Que formulas usa en la solución del problema. (1/2p) Calcular el caudal (1/2p) Determinar la velocidad (1/2p) Determinar el número de Reynolds indicar si es laminar o turbulento (1/2p)

f. Determinar el factor de fricción de pérdidas primarias utilizando el diagrama de Moody tomando en consideración la manguera (1/2p) g. Determinar la extensión de la manguera mas larga que pueda utilizarse (2p) PROBLEMA 4.

Los estudiantes del V ciclo del curso de Mecánica de Fluidos de la UPLA, en el distrito de Pucará diseñan y construyen un canal El canal trapezoidal de la Figura P10.17 está hecho de ladrillos y tiene una pendiente de 1:500.

a. Dibuje el canal y explique de acuerdo con la teoría del curso. b. Que formulas usa en el diseño de su canal explique c. Determinar el radio hidráulico d. Determinar la pendiente c. Determine el caudal si el calado normal es de 80 cm. d. Si el tirante es 1,5 m y la base 3 m, compare los caudales

(1/2p) (1/2p) (1/2p) (1/2) (1p)

TIEMPO: 105 minutos PONER EL NOMBRE EN EL DOCUMENTO

Considerar los cuadros y ábacos para LOS DATOS. SUBIR EL DOCUMENTO EN LA PLATAFORMA EN PDF SE CONSIDERARÁ PROCEDIMIENTO Y ANÁLISIS EN LA SOLUCIÓN DEL PROBLEMA.

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EJEMPLO:

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