Trabajo de Mecanica de Fluidos II 2015-i Riccccccjarh
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TRABAJO DE MECANICA DE FLUIDOS II1. En el diseo final de un canal rectangular hecho de concreto colado sin acabado (n = 0,017), el ancho era de 2,0 m, la descarga mxima esperada es de 12,0 m3/s. determine la profundidad normal de esta descarga. S = 1,2 %.
Solucin:Calculo de H por minnig
Separando:
Reemplazando:
Calculo de A
Calculo de
Calculo de Reemplazando en 2Resolviendo la ecuacin
2. Un canal de seccin circular de dimetro 0,8 m, est construido de un material con coeficiente de Manning igual a 0,020 y conduce 200 l/s de agua. Calcular la altura y la velocidad si la pendiente de la solera es 1 por 2000.ResolucinPara un D = 80cm y n = 0.015, el caudal unitario y la velocidad unitaria son:Como en este caso :Las caractersticas a seccin llena son:Por tanto:
En este caso3. Determine la descarga normal para un drenaje con revestimiento de arcilla comn de 200 mm de dimetro interno que opera lleno a la mitad, si se encuentra en una pendiente que desciende 1 m a lo largo de un recorrido de 1000 m. (n = 0,013).
La pendiente encontramos de tabla
La figura muestra una seccin transversal de drenaje medio lleno en donde se tiene
Entonces:
Por lo tanto:
4. Calcule la pendiente mnima sobre la que debe situarse el canal de la figura si ha de conducir 50 pies3/s de agua con profundidad de 2 pies. Los lados y la plantilla del canal estn hechos de concreto colado sin acabado (n = 0,017)
5. Dado un canal trapezoidal con un ancho de plantilla de 3 m, con talud (m) 1,5:1, una pendiente longitudinal de 0,0016 y un coeficiente de rugosidad de 0,013. Calcular el gasto si el tirante normal es de 2,60 m.
6. Un canal trapezoidal con b = 20 pies, la pendiente longitudinal del canal es de 0,0016, el talud de 2:1 y la rugosidad de 0,025; transporta un gasto de 400 pies3/s de agua. Calcular el tirante normal y la velocidad normal.
DATOS:
Calcular:
Solucin:
Calculo del rea hidrulico permetro mojado y radio hidrulico en funcin de .
Aplicando formula:
Resolviendo esta ecuacin por tanteo suponiendo un tirante normal de 3 pies, se tiene:
El tirante supuesto no es correcto es muy pequeo
Suponiendo un segundo tirante de
Por lo tanto el tirante normal supuesto es correcto, porque existe igualdad.
Calculo de velocidad normal
7. El canal mostrado en la figura tiene una pendiente S = 0,9 %; el canal es revestido de concreto frotachado. Calcular el gasto.
8. Calcular la relacin entre la solera b y la longitud en un caudal de seccin trapezoidal de ngulo , para obtener la seccin hidrulicamente ptima, es decir aquella seccin que para transportar un determinado caudal Q, en un canal de pendiente S y material n, necesita menos rea y menos permetro mojado.
Resolucin-Formula de Minning:
-El radio hidrulica es:
Por tanto:
Para transportar el caudal Q, se desea un mnimo permetro mojado y un mnimo A, para obtener la seccin mas econmica.
Calculo de rea:
Calculo del permetro mojado:
Por tanto:
Derivando el rea respecto al calado:
Como:
Sustituyendo el valor de P:
Para el caso de un canal rectangular ()
Para el caso de un canal trapezoidal ()
9. un canal de seccin circular de dimetro 0,8 m, est construido de un material con coeficiente de Manning n=0,020 y conduce 200 l/s. Calcular la altura del tirante y la velocidad si la pendiente de la solera es 1 por 2000.
10. Dado un canal trapecial con un ancho de plantilla de 3 m, con talud (m) 1,5:1, una pendiente longitudinal y un coeficiente de rugosidad de n = 0,013, calcular el gasto si el tirante normal es igual a 2,60 m.
DATOS:
SOLUCION:Clculo del rea hidrulica:Permetro mojado:
Radio hidrulico:A partir de la ecuacin (1.25):Velocidad normal:TRABAJO DE MECANICA DE FLUIDOS II11. En el diseo final de un canal rectangular hecho de concreto colado sin acabado (n = 0,017), el ancho era de 2,0 m, la descarga mxima esperada es de 12,0 m3/s. determine la profundidad normal de esta descarga. S = 1,2 %.
Solucin:Calculo de H por minnig
Separando:
Reemplazando:
Calculo de A
Calculo de
Calculo de Reemplazando en 2Resolviendo la ecuacin
12. Un canal de seccin circular de dimetro 0,8 m, est construido de un material con coeficiente de Manning igual a 0,020 y conduce 200 l/s de agua. Calcular la altura y la velocidad si la pendiente de la solera es 1 por 2000.ResolucinPara un D = 80cm y n = 0.015, el caudal unitario y la velocidad unitaria son:Como en este caso :Las caractersticas a seccin llena son:Por tanto:
En este caso13. Determine la descarga normal para un drenaje con revestimiento de arcilla comn de 200 mm de dimetro interno que opera lleno a la mitad, si se encuentra en una pendiente que desciende 1 m a lo largo de un recorrido de 1000 m. (n = 0,013).
La pendiente encontramos de tabla
La figura muestra una seccin transversal de drenaje medio lleno en donde se tiene
Entonces:
Por lo tanto:
14. Calcule la pendiente mnima sobre la que debe situarse el canal de la figura si ha de conducir 50 pies3/s de agua con profundidad de 2 pies. Los lados y la plantilla del canal estn hechos de concreto colado sin acabado (n = 0,017)
15. Dado un canal trapezoidal con un ancho de plantilla de 3 m, con talud (m) 1,5:1, una pendiente longitudinal de 0,0016 y un coeficiente de rugosidad de 0,013. Calcular el gasto si el tirante normal es de 2,60 m.
16. Un canal trapezoidal con b = 20 pies, la pendiente longitudinal del canal es de 0,0016, el talud de 2:1 y la rugosidad de 0,025; transporta un gasto de 400 pies3/s de agua. Calcular el tirante normal y la velocidad normal.
DATOS:
Calcular:
Solucin:
Calculo del rea hidrulico permetro mojado y radio hidrulico en funcin de .
Aplicando formula:
Resolviendo esta ecuacin por tanteo suponiendo un tirante normal de 3 pies, se tiene:
El tirante supuesto no es correcto es muy pequeo
Suponiendo un segundo tirante de
Por lo tanto el tirante normal supuesto es correcto, porque existe igualdad.
Calculo de velocidad normal
17. El canal mostrado en la figura tiene una pendiente S = 0,9 %; el canal es revestido de concreto frotachado. Calcular el gasto.
18. Calcular la relacin entre la solera b y la longitud en un caudal de seccin trapezoidal de ngulo , para obtener la seccin hidrulicamente ptima, es decir aquella seccin que para transportar un determinado caudal Q, en un canal de pendiente S y material n, necesita menos rea y menos permetro mojado.
Resolucin-Formula de Minning:
-El radio hidrulica es:
Por tanto:
Para transportar el caudal Q, se desea un mnimo permetro mojado y un mnimo A, para obtener la seccin mas econmica.
Calculo de rea:
Calculo del permetro mojado:
Por tanto:
Derivando el rea respecto al calado:
Como:
Sustituyendo el valor de P:
Para el caso de un canal rectangular ()
Para el caso de un canal trapezoidal ()
19. un canal de seccin circular de dimetro 0,8 m, est construido de un material con coeficiente de Manning n=0,020 y conduce 200 l/s. Calcular la altura del tirante y la velocidad si la pendiente de la solera es 1 por 2000.
20. Dado un canal trapecial con un ancho de plantilla de 3 m, con talud (m) 1,5:1, una pendiente longitudinal y un coeficiente de rugosidad de n = 0,013, calcular el gasto si el tirante normal es igual a 2,60 m.
DATOS:
SOLUCION:Clculo del rea hidrulica:Permetro mojado:
Radio hidrulico:A partir de la ecuacin (1.25):Velocidad normal:
TRABAJO DE MECANICA DE FLUIDOS II21. En el diseo final de un canal rectangular hecho de concreto colado sin acabado (n = 0,017), el ancho era de 2,0 m, la descarga mxima esperada es de 12,0 m3/s. determine la profundidad normal de esta descarga. S = 1,2 %.
Solucin:Calculo de H por minnig
Separando:
Reemplazando:
Calculo de A
Calculo de
Calculo de Reemplazando en 2Resolviendo la ecuacin
22. Un canal de seccin circular de dimetro 0,8 m, est construido de un material con coeficiente de Manning igual a 0,020 y conduce 200 l/s de agua. Calcular la altura y la velocidad si la pendiente de la solera es 1 por 2000.ResolucinPara un D = 80cm y n = 0.015, el caudal unitario y la velocidad unitaria son:Como en este caso :Las caractersticas a seccin llena son:Por tanto:
En este caso23. Determine la descarga normal para un drenaje con revestimiento de arcilla comn de 200 mm de dimetro interno que opera lleno a la mitad, si se encuentra en una pendiente que desciende 1 m a lo largo de un recorrido de 1000 m. (n = 0,013).
La pendiente encontramos de tabla
La figura muestra una seccin transversal de drenaje medio lleno en donde se tiene
Entonces:
Por lo tanto:
24. Calcule la pendiente mnima sobre la que debe situarse el canal de la figura si ha de conducir 50 pies3/s de agua con profundidad de 2 pies. Los lados y la plantilla del canal estn hechos de concreto colado sin acabado (n = 0,017)
25. Dado un canal trapezoidal con un ancho de plantilla de 3 m, con talud (m) 1,5:1, una pendiente longitudinal de 0,0016 y un coeficiente de rugosidad de 0,013. Calcular el gasto si el tirante normal es de 2,60 m.
26. Un canal trapezoidal con b = 20 pies, la pendiente longitudinal del canal es de 0,0016, el talud de 2:1 y la rugosidad de 0,025; transporta un gasto de 400 pies3/s de agua. Calcular el tirante normal y la velocidad normal.
DATOS:
Calcular:
Solucin:
Calculo del rea hidrulico permetro mojado y radio hidrulico en funcin de .
Aplicando formula:
Resolviendo esta ecuacin por tanteo suponiendo un tirante normal de 3 pies, se tiene:
El tirante supuesto no es correcto es muy pequeo
Suponiendo un segundo tirante de
Por lo tanto el tirante normal supuesto es correcto, porque existe igualdad.
Calculo de velocidad normal
27. El canal mostrado en la figura tiene una pendiente S = 0,9 %; el canal es revestido de concreto frotachado. Calcular el gasto.
28. Calcular la relacin entre la solera b y la longitud en un caudal de seccin trapezoidal de ngulo , para obtener la seccin hidrulicamente ptima, es decir aquella seccin que para transportar un determinado caudal Q, en un canal de pendiente S y material n, necesita menos rea y menos permetro mojado.
Resolucin-Formula de Minning:
-El radio hidrulica es:
Por tanto:
Para transportar el caudal Q, se desea un mnimo permetro mojado y un mnimo A, para obtener la seccin mas econmica.
Calculo de rea:
Calculo del permetro mojado:
Por tanto:
Derivando el rea respecto al calado:
Como:
Sustituyendo el valor de P:
Para el caso de un canal rectangular ()
Para el caso de un canal trapezoidal ()
29. un canal de seccin circular de dimetro 0,8 m, est construido de un material con coeficiente de Manning n=0,020 y conduce 200 l/s. Calcular la altura del tirante y la velocidad si la pendiente de la solera es 1 por 2000.
30. Dado un canal trapecial con un ancho de plantilla de 3 m, con talud (m) 1,5:1, una pendiente longitudinal y un coeficiente de rugosidad de n = 0,013, calcular el gasto si el tirante normal es igual a 2,60 m.
DATOS:
SOLUCION:Clculo del rea hidrulica:Permetro mojado:
Radio hidrulico:A partir de la ecuacin (1.25):Velocidad normal:
TRABAJO DE MECANICA DE FLUIDOS II31. En el diseo final de un canal rectangular hecho de concreto colado sin acabado (n = 0,017), el ancho era de 2,0 m, la descarga mxima esperada es de 12,0 m3/s. determine la profundidad normal de esta descarga. S = 1,2 %.
Solucin:Calculo de H por minnig
Separando:
Reemplazando:
Calculo de A
Calculo de
Calculo de Reemplazando en 2Resolviendo la ecuacin
32. Un canal de seccin circular de dimetro 0,8 m, est construido de un material con coeficiente de Manning igual a 0,020 y conduce 200 l/s de agua. Calcular la altura y la velocidad si la pendiente de la solera es 1 por 2000.ResolucinPara un D = 80cm y n = 0.015, el caudal unitario y la velocidad unitaria son:Como en este caso :Las caractersticas a seccin llena son:Por tanto:
En este caso33. Determine la descarga normal para un drenaje con revestimiento de arcilla comn de 200 mm de dimetro interno que opera lleno a la mitad, si se encuentra en una pendiente que desciende 1 m a lo largo de un recorrido de 1000 m. (n = 0,013).
La pendiente encontramos de tabla
La figura muestra una seccin transversal de drenaje medio lleno en donde se tiene
Entonces:
Por lo tanto:
34. Calcule la pendiente mnima sobre la que debe situarse el canal de la figura si ha de conducir 50 pies3/s de agua con profundidad de 2 pies. Los lados y la plantilla del canal estn hechos de concreto colado sin acabado (n = 0,017)
35. Dado un canal trapezoidal con un ancho de plantilla de 3 m, con talud (m) 1,5:1, una pendiente longitudinal de 0,0016 y un coeficiente de rugosidad de 0,013. Calcular el gasto si el tirante normal es de 2,60 m.
36. Un canal trapezoidal con b = 20 pies, la pendiente longitudinal del canal es de 0,0016, el talud de 2:1 y la rugosidad de 0,025; transporta un gasto de 400 pies3/s de agua. Calcular el tirante normal y la velocidad normal.
DATOS:
Calcular:
Solucin:
Calculo del rea hidrulico permetro mojado y radio hidrulico en funcin de .
Aplicando formula:
Resolviendo esta ecuacin por tanteo suponiendo un tirante normal de 3 pies, se tiene:
El tirante supuesto no es correcto es muy pequeo
Suponiendo un segundo tirante de
Por lo tanto el tirante normal supuesto es correcto, porque existe igualdad.
Calculo de velocidad normal
37. El canal mostrado en la figura tiene una pendiente S = 0,9 %; el canal es revestido de concreto frotachado. Calcular el gasto.
38. Calcular la relacin entre la solera b y la longitud en un caudal de seccin trapezoidal de ngulo , para obtener la seccin hidrulicamente ptima, es decir aquella seccin que para transportar un determinado caudal Q, en un canal de pendiente S y material n, necesita menos rea y menos permetro mojado.
Resolucin-Formula de Minning:
-El radio hidrulica es:
Por tanto:
Para transportar el caudal Q, se desea un mnimo permetro mojado y un mnimo A, para obtener la seccin mas econmica.
Calculo de rea:
Calculo del permetro mojado:
Por tanto:
Derivando el rea respecto al calado:
Como:
Sustituyendo el valor de P:
Para el caso de un canal rectangular ()
Para el caso de un canal trapezoidal ()
39. un canal de seccin circular de dimetro 0,8 m, est construido de un material con coeficiente de Manning n=0,020 y conduce 200 l/s. Calcular la altura del tirante y la velocidad si la pendiente de la solera es 1 por 2000.
40. Dado un canal trapecial con un ancho de plantilla de 3 m, con talud (m) 1,5:1, una pendiente longitudinal y un coeficiente de rugosidad de n = 0,013, calcular el gasto si el tirante normal es igual a 2,60 m.
DATOS:
SOLUCION:Clculo del rea hidrulica:Permetro mojado:
Radio hidrulico:A partir de la ecuacin (1.25):Velocidad normal:
TRABAJO DE MECANICA DE FLUIDOS II41. En el diseo final de un canal rectangular hecho de concreto colado sin acabado (n = 0,017), el ancho era de 2,0 m, la descarga mxima esperada es de 12,0 m3/s. determine la profundidad normal de esta descarga. S = 1,2 %.
Solucin:Calculo de H por minnig
Separando:
Reemplazando:
Calculo de A
Calculo de
Calculo de Reemplazando en 2Resolviendo la ecuacin
42. Un canal de seccin circular de dimetro 0,8 m, est construido de un material con coeficiente de Manning igual a 0,020 y conduce 200 l/s de agua. Calcular la altura y la velocidad si la pendiente de la solera es 1 por 2000.ResolucinPara un D = 80cm y n = 0.015, el caudal unitario y la velocidad unitaria son:Como en este caso :Las caractersticas a seccin llena son:Por tanto:
En este caso43. Determine la descarga normal para un drenaje con revestimiento de arcilla comn de 200 mm de dimetro interno que opera lleno a la mitad, si se encuentra en una pendiente que desciende 1 m a lo largo de un recorrido de 1000 m. (n = 0,013).
La pendiente encontramos de tabla
La figura muestra una seccin transversal de drenaje medio lleno en donde se tiene
Entonces:
Por lo tanto:
44. Calcule la pendiente mnima sobre la que debe situarse el canal de la figura si ha de conducir 50 pies3/s de agua con profundidad de 2 pies. Los lados y la plantilla del canal estn hechos de concreto colado sin acabado (n = 0,017)
45. Dado un canal trapezoidal con un ancho de plantilla de 3 m, con talud (m) 1,5:1, una pendiente longitudinal de 0,0016 y un coeficiente de rugosidad de 0,013. Calcular el gasto si el tirante normal es de 2,60 m.
46. Un canal trapezoidal con b = 20 pies, la pendiente longitudinal del canal es de 0,0016, el talud de 2:1 y la rugosidad de 0,025; transporta un gasto de 400 pies3/s de agua. Calcular el tirante normal y la velocidad normal.
DATOS:
Calcular:
Solucin:
Calculo del rea hidrulico permetro mojado y radio hidrulico en funcin de .
Aplicando formula:
Resolviendo esta ecuacin por tanteo suponiendo un tirante normal de 3 pies, se tiene:
El tirante supuesto no es correcto es muy pequeo
Suponiendo un segundo tirante de
Por lo tanto el tirante normal supuesto es correcto, porque existe igualdad.
Calculo de velocidad normal
47. El canal mostrado en la figura tiene una pendiente S = 0,9 %; el canal es revestido de concreto frotachado. Calcular el gasto.
48. Calcular la relacin entre la solera b y la longitud en un caudal de seccin trapezoidal de ngulo , para obtener la seccin hidrulicamente ptima, es decir aquella seccin que para transportar un determinado caudal Q, en un canal de pendiente S y material n, necesita menos rea y menos permetro mojado.
Resolucin-Formula de Minning:
-El radio hidrulica es:
Por tanto:
Para transportar el caudal Q, se desea un mnimo permetro mojado y un mnimo A, para obtener la seccin mas econmica.
Calculo de rea:
Calculo del permetro mojado:
Por tanto:
Derivando el rea respecto al calado:
Como:
Sustituyendo el valor de P:
Para el caso de un canal rectangular ()
Para el caso de un canal trapezoidal ()
49. un canal de seccin circular de dimetro 0,8 m, est construido de un material con coeficiente de Manning n=0,020 y conduce 200 l/s. Calcular la altura del tirante y la velocidad si la pendiente de la solera es 1 por 2000.
50. Dado un canal trapecial con un ancho de plantilla de 3 m, con talud (m) 1,5:1, una pendiente longitudinal y un coeficiente de rugosidad de n = 0,013, calcular el gasto si el tirante normal es igual a 2,60 m.
DATOS:
SOLUCION:Clculo del rea hidrulica:Permetro mojado:
Radio hidrulico:A partir de la ecuacin (1.25):Velocidad normal:
TRABAJO DE MECANICA DE FLUIDOS II51. En el diseo final de un canal rectangular hecho de concreto colado sin acabado (n = 0,017), el ancho era de 2,0 m, la descarga mxima esperada es de 12,0 m3/s. determine la profundidad normal de esta descarga. S = 1,2 %.
Solucin:Calculo de H por minnig
Separando:
Reemplazando:
Calculo de A
Calculo de
Calculo de Reemplazando en 2Resolviendo la ecuacin
52. Un canal de seccin circular de dimetro 0,8 m, est construido de un material con coeficiente de Manning igual a 0,020 y conduce 200 l/s de agua. Calcular la altura y la velocidad si la pendiente de la solera es 1 por 2000.ResolucinPara un D = 80cm y n = 0.015, el caudal unitario y la velocidad unitaria son:Como en este caso :Las caractersticas a seccin llena son:Por tanto:
En este caso53. Determine la descarga normal para un drenaje con revestimiento de arcilla comn de 200 mm de dimetro interno que opera lleno a la mitad, si se encuentra en una pendiente que desciende 1 m a lo largo de un recorrido de 1000 m. (n = 0,013).
La pendiente encontramos de tabla
La figura muestra una seccin transversal de drenaje medio lleno en donde se tiene
Entonces:
Por lo tanto:
54. Calcule la pendiente mnima sobre la que debe situarse el canal de la figura si ha de conducir 50 pies3/s de agua con profundidad de 2 pies. Los lados y la plantilla del canal estn hechos de concreto colado sin acabado (n = 0,017)
55. Dado un canal trapezoidal con un ancho de plantilla de 3 m, con talud (m) 1,5:1, una pendiente longitudinal de 0,0016 y un coeficiente de rugosidad de 0,013. Calcular el gasto si el tirante normal es de 2,60 m.
56. Un canal trapezoidal con b = 20 pies, la pendiente longitudinal del canal es de 0,0016, el talud de 2:1 y la rugosidad de 0,025; transporta un gasto de 400 pies3/s de agua. Calcular el tirante normal y la velocidad normal.
DATOS:
Calcular:
Solucin:
Calculo del rea hidrulico permetro mojado y radio hidrulico en funcin de .
Aplicando formula:
Resolviendo esta ecuacin por tanteo suponiendo un tirante normal de 3 pies, se tiene:
El tirante supuesto no es correcto es muy pequeo
Suponiendo un segundo tirante de
Por lo tanto el tirante normal supuesto es correcto, porque existe igualdad.
Calculo de velocidad normal
57. El canal mostrado en la figura tiene una pendiente S = 0,9 %; el canal es revestido de concreto frotachado. Calcular el gasto.
58. Calcular la relacin entre la solera b y la longitud en un caudal de seccin trapezoidal de ngulo , para obtener la seccin hidrulicamente ptima, es decir aquella seccin que para transportar un determinado caudal Q, en un canal de pendiente S y material n, necesita menos rea y menos permetro mojado.
Resolucin-Formula de Minning:
-El radio hidrulica es:
Por tanto:
Para transportar el caudal Q, se desea un mnimo permetro mojado y un mnimo A, para obtener la seccin mas econmica.
Calculo de rea:
Calculo del permetro mojado:
Por tanto:
Derivando el rea respecto al calado:
Como:
Sustituyendo el valor de P:
Para el caso de un canal rectangular ()
Para el caso de un canal trapezoidal ()
59. un canal de seccin circular de dimetro 0,8 m, est construido de un material con coeficiente de Manning n=0,020 y conduce 200 l/s. Calcular la altura del tirante y la velocidad si la pendiente de la solera es 1 por 2000.
60. Dado un canal trapecial con un ancho de plantilla de 3 m, con talud (m) 1,5:1, una pendiente longitudinal y un coeficiente de rugosidad de n = 0,013, calcular el gasto si el tirante normal es igual a 2,60 m.
DATOS:
SOLUCION:Clculo del rea hidrulica:Permetro mojado:
Radio hidrulico:A partir de la ecuacin (1.25):Velocidad normal:
8 pies
2 pies
4 pies
1
Z
8 pies
2 pies
4 pies
1
Z
8 pies
2 pies
4 pies
1
Z
8 pies
2 pies
4 pies
1
Z
8 pies
2 pies
4 pies
1
Z
8 pies
2 pies
4 pies
1
Z
