UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA

DEPARTAMENTO ACADEMICO DE INGENIERIA DE MINAS, GEOLOGICA Y CIVIL

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

EXAMEN DE APLAZADOS DE MECANICA DE FLUIDOS II (IC-348)

PROB 1.- (4ptos) Para un flujo turbulento en transicin (entre superficie hidrulicamente lisa y superficie hidrulicamente rugosa) en canales abiertos anchos. Demostrar que el coeficiente de Chezy es:

C = 18log(6R/(k/2+/7))

Donde:

C = coeficiente de Chezy

R = Radio medio hidrulico

K = Rugosidad Absoluta

= Espesor de la capa laminar.PROB 2.- (5ptos) Calcular los caudales de cada rama y las cotas piezomtricas en los nudos de la malla doble del croquis de la figura N 01. Se indican en dicho croquis los dimetros de las tuberas, las longitudes de cada rama en metros y los caudales que salen de cada nudo; la alimentacin es en el nudo A de 0.18m3/seg. y la cota piezomtrica en el nudo F es 20m sobre la atmsfera. Todas las tuberas son de fierro fundido que de nuevo tenan una rugosidad absoluta igual a 0.00025m, conduce aguas poco calcreas y suponemos que tiene 30 aos de edad, la intensidad de variacin de rugosidad es 0.000041666 y el coeficiente de viscosidad cinemtica ( = 1.235x10-6

Figura N 01

PROB 3.- (5ptos)Un Oleoducto, donde el costo de instalacin y costo de operacin son respectivamente $130,000 y $300,000 para un dimetro de 14, $170,000 y $210,000 para un dimetro de 16, $230,000 y $150,000 para un dimetro de 16, $380,000 y $110,000 para un dimetro de 22. Se tiene una estacin de bombeo cada 6km, la eficiencia de bombeo es 80%, peso especfico del petrleo es 950kg/m3, la viscosidad cinemtica es 2x10-6 m2/seg, con un dimetro mas econmico adecuado se requiere despus de 3 aos de servicio una potencia en las bombas de 70 HP y un caudal de 500lt/seg y al final de 7 aos de servicio la potencia de la bomba se incremento en 20% para un caudal de 750 lt/seg.

a) Calcular la potencia de las bombas al cabo de los 15 aos de servicio utilizando al dimetro ms econmico.

b) Disear el dimetro comercial adecuado para un caudal de 0.1m3/seg.

PROB 4.- (6ptos) Una central trmica necesita 800m3/seg para su circuito de refrigeracin, el mismo que es evacuado por un sistema que comprende:

a) Un deposito A de gran ancho en donde se puede considerar nula la velocidad del flujo.

b) Un canal en tierra B de seccin rectangular, de ancho b, de 16km de largo y cuyo fondo, de pendiente regular, tiene un desnivel de 1m..

c) Un canal C revestido de concreto, de seccin rectangular, de igual ancho b, de 18km de largo y cuyo fondo, de pendiente regular presenta un desnivel de 18m.

d) Un vertedero D de igual ancho que el canal C y cuya cresta se encuentra a 5m. por encima del fondo del canal C .

Considerar el coeficiente de Manning de 0.02 para el canal B y de 0.0111 para el canal C; que el tirante del agua es despreciable en relacin al ancho del canal y que g = 10m/seg21ro Qu condiciones de be satisfacer el ancho b para que:

a) La velocidad media en el canal B sea superior a 1m/seg

b) El flujo en el canal C no sea torrencial.

2do Hallar los tirantes h1 y h2 as como las velocidades medias V1 y V2 en los canales B y C para el ancho b = 198.82m.

3ro Si el caudal del vertedero est dado por Qv = 2/3 b( 2g h3/2 , calcular h, el tirante ho y el desnivel H entre la superficie del agua en el deposito A y la superficie del agua encima de la cresta del vertedero. Trazar esquemticamente la forma de la lnea de agua a lo largo del eje del sistema indicando los diferentes valores de los tirantes y de las velocidades.

4to Hallar el caudal mximo que se puede evacuar manteniendo el rgimen fluvial en el canal.

5to Hallar el coeficiente de Manning de las paredes del canal B, para que sin cambiar las caractersticas topogrficas del sistema, la cota del plano de agua en el depsito A se reduzca en 1m., en la hiptesis que Q = 800m3/seg.

FIGURA N02

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