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• Roger Tuesta

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de Ingeniería Civil Departamento Académico de Hidráulica e Hidrología

Ciclo 2013-2

60 PRACTICA CALIFICADA DE MECANICA DE FLUIDOS II (HH-224 I) Profesor : CÓRDOVA JULCA, Guillermo Arturo Día y hora : 18 de noviembre del 2013, 10:40 – 11:50 Indicaciones : Con apuntes de clase pero sin copias de problemas resueltos ni solucionarios. Prohibido el préstamo de calculadoras y el uso de celulares. PREG. 1 (4 ptos.)

y En la entrada de una contracción en el canal rectangular mostrado en la Fig. 1, las condiciones de flujo están representadas por el punto A en el diagrama de Energía Específica de la Fig. 2. Determine el valor de la grada negativa z de modo que en la sección B el ancho sea el crítico. Ancho Crítico para ESB y Q

B

z

A ESA = 3.37m

ES ESB = 6.77m FIG. 2

A

Q = 15 m3/s

B

0.50m z

PERFIL

4.00m

PLANTA

0.50m

FIG. 1

Un canal de sección trapezoidal con ancho de fondo b 1 y talud z1 está proyectado sobre un perfil longitudinal tal como se muestra en la Fig. 3. En el tramo de mayor pendiente se diseñó una rápida de sección rectangular con ancho de fondo b2. El paso de la sección trapezoidal a la sección rectangular se realiza mediante una transición de longitud L. 2.1 Determine el caudal que transporta el canal, considerando que: a) El tirante aguas arriba de la transición es y1. b) En la sección 2 se presenta Flujo Crítico. c) Considere que la pérdida de carga en la transición a la entrada es de la forma hL=Kc*(V22 - V12)/2g, siendo ésta del tipo alabeada. 2.2 Determine la longitud L de la transición alabeada. 2.3 Usando el software HCANALES v3, desarrolle la tabulación del Cálculo del ancho del fondo y del talud para una subdivisión de la transición de al menos 4 tramos. 2.4 Realice un esquema de la Línea de Gradiente Hidráulico y Perfil de la Superficie resultante. PREG. 2 (5 ptos.)

1

2

Q CANAL

TRANSICION RAPIDA

L PERFIL

z=1

Q z=1

PLANTA

CODIGO UNI

y1 (m)

2012 - 2011 2010 - 2009 2008 – 20….

1.477 1.586 1.578

FIG. 3

Tabla 1.- DATOS DE LA PREGUNTA 2 b1 (m) b2 (m) z1

2.50 2.75 3.00

2.00 2.25 2.50

1 1.5 1

z2

Kc

0 0 0

Consultar tabla Consultar tabla Consultar tabla

Un canal de sección rectangular de ancho b transporta un caudal Q. El canal está revestido con una losa de concreto y tiene un tirante y0 aguas arriba de una caída vertical sin obstáculos proyectada para conectarlo a un canal del mismo ancho pero de tirante y3 establecido. Dimensione la estructura hidráulica proyectada y realice un esquema de la solución adoptada. PREG. 3 (5 ptos.)

LETRA INICIAL DEL APELLIDO PATERNO

A-D E-L M-Q O-Z

Tabla 2.- DATOS DE LA PREGUNTA 3 3 Q (m /s) y0 (m) y3 (m) COTA ENTRADA (msnm)

2.00 2.50 3.00 3.50

0.706 0.830 0.691 0.770

0.750 0.780 0.750 0.850

151.30 151.30 105.50 105.50

COTA SALIDA (msnm)

150.60 150.80 104.70 104.90

PREG. 3 (6 ptos.)

Determine las características de un tanque amortiguador que forme parte del barraje fijo de la Fig. 4, tales como P, Zu, L y otros. Realice el dibujo del perfil del cimacio y de la solución adoptada en su conjunto.

ZV H

Z

ZU Zp

yn

P

L

CODIGO UNI

Avenida Máxima 3

Q (m /s)

2012 - 2011 2010 - 2009 2008 – 2007 2006 – 20…

100 100 150 150

Tabla 3.- DATOS DE LA PREGUNTA 4 Longitud Cota de la Cota de Tirante en el de la Cresta Piso del Cauce Principal Cresta Vertedora Tanque para el caudal Vertedora Zv Zp del Proyecto b(m) (msnm) (msnm) yn (m)

30.00 35.00 45.00 50.00

150.00 150.00 100.00 100.00

147.00 146.50 96.50 97.00

1.20 1.15 1.30 1.25

Perfil del Vertdero o Cimacio

Creager Ogee Creager Ogee

BIBLIOGRAFIA.- Literatura de referencia para consultar en la web: 1. AUTORIDAD NACIONAL DEL AGUA; MANUAL: CRITERIOS DE DISEÑOS DE OBRAS HIDRAULICAS PARA LA FORMULACION DE PROYECTOS HIDRAULICOS MULTISECTORIALES Y DE AFIANZAMIENTO HIDRICO, Lima, 2010. http://www.sisman.utm.edu.ec/libros/FACULTAD%20DE%20CIENCIAS%20MATEM%C3%81TICAS%20F%C 3%8DSICAS%20Y%20QU%C3%8DMICAS/INGENIER%C3%8DA%20CIVIL/08/OBRAS%20HIDRAULICAS %20II/manual-dise%C3%B1os-1.pdf 2. SOTELO AVILA, Gilberto; DISEÑO HIDRAULICO DE ESTRUCTURAS. http://www.ingenieria.unam.mx/~deptohidraulica/publicaciones/pdf_publicaciones/C8.pdf 3. SEGARPA, DISIPADORES DE ENERGIA. México. http://www.sagarpa.gob.mx/desarrolloRural/noticias/2012/Documents/FICHAS%20TECNICAS%20E%20INST RUCTIVOS%20NAVA/FICHA%20TECNICA_DISIPADORES%20DE%20ENERG%C3%8DA.pdf 4. UNIVERSIDAD DEL CAUCA; ESTUDIO Y PATRONAMIENTO DE VERTEDEROS. http://artemisa.unicauca.edu.co/~hdulica/2_vertederos.pdf 5. VILLAMARIN PAREDES, Sorayda C; MANUAL DE DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE DISIPACION DE ENERGIA HIDRAULICA; Escuela Politécnica del Ejercito, Sangolqui, 2013. http://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/6181/1/T-ESPE-040211.pdf

Nota.-

a)

b)

Las preguntas se han asignado a los alumnos mediante las tablas respectivas, por lo que la respuesta debe desarrollarse como tal, de lo contrario invalida la respuesta y al tema en su totalidad. La práctica se entregará el jueves 21 hasta las 3:30 horas en la Secretaría del DAHH.