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Universidad Mayor de San Andrés Facultad de Ingeniería Ingeniería Civil Hidráulica I CIV-229

Practica: Hidrodinámica Auxiliar: Univ. Vargas Charcas Daniel P. Publicación: 2020

Edición: 1ra Edición

Ecuación de la Continuidad Ejercicio 1 La distribución de velocidades para un flujo en una tubería puede expresarse por la formula 𝑉 = 1

𝑉𝑚𝑎𝑥 ∗ (1

𝑟 7 − ). 𝑅

𝑚 𝑠

Determinar el caudal y la velocidad media para 𝑉𝑚𝑎𝑥 = 2.00 [ ] y 𝐷 = 40 [𝑐𝑚].

Ejercicio 2 Calcular el caudal y la velocidad media para un fluido entre dos placas paralelas fijas, separadas a una distancia H, de 1m de ancho segun la distribucion de velocidades mostrada en la figura

Ejercicio 3 Para la distrbucion de velociades indicadas en la figura, determinar el caudal y la velocidad media para el flujo entre dos placas paralelas de ancho “B”, si estas se encuentran a una distancia “a”

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Ecuación de Bernoulli Ejercicio 4 Para el esquema mostrado en la figura. Determinar: a) El caudal o gasto en [𝑚3 /𝑠] b) La presión en los puntos A, B, C, D y E Considerar: 𝐶𝑜𝑡𝑎 1 = 6[𝑚] , 𝐶𝑜𝑡𝑎 2 = 0[𝑚] , 𝐶𝑜𝑡𝑎 3 = 7.5[𝑚] , 𝐶𝑜𝑡𝑎 4 = 2.4[𝑚] , el diámetro de la tubería es de 15 cm, el fluido del sistema es agua. Además, la presión Barométrica es igual a 0

Ejercicio 5 Determinar la presión manométrica del aire en el punto A, si la presión absoluta en el punto B (estrechamiento de la tubería) es de 𝑃𝐵 = 0.15 [

𝐾𝑔

𝑐𝑚2

]. Considerar una presión atmosférica de 𝑃𝑎𝑡𝑚 =

1.033[𝐾𝑔/𝑐𝑚2 ]. Además los diámetros de la tuberías son: En el estrechamiento 𝐷𝐵 = 2.50[𝑐𝑚] y en el resto de la tubería 𝐷𝑐 = 10[𝑐𝑚]. El fluido del sistema es agua. 𝐶𝑜𝑡𝑎 1 = 14[𝑚], 𝐶𝑜𝑡𝑎 2 = 10[𝑚] , 𝐶𝑜𝑡𝑎 3 = 16[𝑚].

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Ejercicio 6 Para el sistema mostrado en la figura, el cual transporta un caudal de 𝑄 = 0.5[𝑚3 /𝑠], tiene una Turbina con una potencia generada de 𝑃𝐺 = 100[𝐾𝑊] y la presion en el punto A el cual tiene aire confinado es de 𝑃𝐴 = 10[𝐾𝑔/𝑚2 ] determinar: a) La potencia de la Bomba en [𝐻𝑃] b) Dibujar las lineas piezometricas y de energia para el sistema mostrado

Considerar los siguientes coeficientes de fricción: 𝑓𝐴𝐵 = 0.3, 𝑓𝐶𝐷 = 0.5 y 𝑓𝐸𝐹 = 0.6 Y las siguientes cotas: 𝐶𝑜𝑡𝑎 1 = −100[𝑚], 𝐶𝑜𝑡𝑎 2 = 0[𝑚] , 𝐶𝑜𝑡𝑎 3 = 20[𝑚]

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Ejercicio 7 Un aceite de densidad relativa 0.8 está fluyendo desde el deposito A a E, según se muestra en la figura. El coeficiente de fricción de las diferentes tuberías es 𝑓 = 0.0015. y sus diámetros son 𝑑𝐵𝐶 = 0.5[𝑚], 𝑑𝐶𝐷 = 0.35[𝑚] En los puntos B C y D existe perdidas por artefacto cuyos coeficientes son: 𝐾𝐵 = 0.5, 𝐾𝐶 = 0.6, 𝐾𝐷 = 0.4 Determinar: a) Determinar el caudal en m3/s b) Dibujar las líneas piezometrica y de energía del sistema c) La presión en C y D Considerar: 𝐻 = 20[𝑚], ℎ = 5[𝑚], 𝐿1 = 150[𝑚], 𝐿2 = 130[𝑚], 𝑑𝐵𝐶 = 0.5[𝑚], 𝑑𝐶𝐷 = 0.35[𝑚]

Ecuaciones: 2

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𝑉1 𝑃 𝑉 Bernoulli: 𝑧1 + 𝑃𝛾1 + 2∗𝑔 + ℎ𝐴 − ℎ𝐸 − ℎ𝐿 = 𝑧2 + 2 + 2 𝛾 2∗𝑔

Potencia de Bombeo: 𝑃𝐵 =

𝛾∗𝐻𝐴 ∗𝑄 76∗𝜂

[𝐻𝑃]

Donde: 𝛾 = [𝐾𝑔/𝑚3 ] ℎ𝐴 = [𝑚] 𝑄 = [𝑚3 /𝑠]

Potencia Generada: 𝑃𝐺 = 𝜂 ∗ 𝛾 ∗ 𝑄 ∗ ℎ𝐸 [𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠] Donde: 𝛾 = [𝐾𝑔/𝑚3 ] ℎ𝐴 = [𝑚] 𝑄 = [𝑚3 /𝑠]

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Ejercicio 8 La bomba BC transporta 0.3 m3/s de agua desde un pozo hasta el deposito, el aire en el pozo A se encuentra a 10mca. El diámetro en el tramo AB es de 500mm, en el tramo CD y DE es de 250mm. El coeficiente de fricción de las tuberías es de 0.017 y el coeficiente de perdida por artefacto en el punto D es de 0.5. La eficiencia de la bomba es de 0.8. Calcular: a) Hallar la potencia de la bomba en HP b) Dibujar la línea de energía c) Dibujar la línea piezometrica d) Determinar las presiones en los puntos A, B, C, D y E Considerar: 𝐶𝑜𝑡𝑎 1 = −20[𝑚], 𝐶𝑜𝑡𝑎 2 = 100[𝑚] , 𝐶𝑜𝑡𝑎 3 = 180[𝑚] 𝐿1 = 80[𝑚], 𝐿2 = 100[𝑚] , 𝐿3 = 70[𝑚]

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Venturimetros Ejercicio 9 En la siguiente figura se tiene un Venturimetro con secciones 1 y 2 cuyos diámetros son 60cm y 40cm respectivamente. La lectura de un manómetro diferencial de agua es de 10cm y fluye aire a perdidas por fricción, determinar el caudal. El líquido manométrico es mercurio

Ejercicio 10 En el sistema de la figura circula 100lt/s de gasto, los diámetros de las secciones 1 y 2 son 20cm y 10cm respectivamente. En estas condiciones determinar la potencia de la bomba. El líquido manométrico es mercurio

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