Ejrcicios De Hidraulica
Páginas: 56 (13880 palabras)
Publicado: 24 de febrero de 2013
TEXTO DE EJERCICIOS RESUELTOS DE HIDRAULICA 2
NELAME
TEXTO DE EJERCICIOS RESUELTOS DE HIDRAULICA 2
NELAME
ContenIDO
1. TUBERIAS EN SERIE, PARALELO Y EQUIVALENTES 5
2. SISTEMAS HIDRAULICA DE DEPOSITOS 8
3. SISTEMAS HIDRAULICO EN REDES ABIERTAS 14
4. SISTEMA DE HIDRAULICAS EN REDES CERRADAS 18
5. ENERGIA ESPÈCIFCA EN CANALES ABIERTOS 40
6. FLUJO UNIFORME EN CANALES ABIERTO46
7. DISEÑO DE CANALES ABIERTO 55
TUBERIAS EN SERIE, PARALELO Y EQUIVALENTES
La tubería compuesta (sistema de tuberías en serie) ABCD está constituida por 6000 m de tubería de 40 cm, 3000 m de 30 cm y 1500 m de 20 cm (C1=100). (a) Calcular el caudal cuando la perdida de carga entre A y D es de 60 m. (b) ¿Qué diámetro ha de tener una tubería de 1500 m de longitud, colocada en paralelo conla existente de 20 cm y con nodos en C y D para que la nueva sección c-c sea equivalente a la sección ABC (C1=100), (c) si entre los puntos C y D se pone en paralelo con la tubería de 20 cm CD otra de 30 cm y 2400 m de longitud ¿Cuál será la perdida de carga total entre A y D para Q = 80 lps?
(a) Calculo del caudal cuando la pérdida de carga entre A y D es de 60 m en sistema de tuberías enserie:
hpA=10.67 (QC)1.852(L1D14.87+L2D24.87+L3D34.87)
60=10.67 (Q100)1.852 60000.44.87+30000.34.87+15000.24.87
Q=59 l/s
(b) Calculo del diámetro ha de tener una tubería de 1500 m de longitud, colocada en paralelo con la existente de 20 cm y con nodos en C y D para que la nueva sección c-c sea equivalente a la sección ABC (C1=100).
Por equivalencia, tenemos: hpAC = hpCD con Q =59 lps.
hpAC=10.67QC1.852L1D14.87+L2D24.87=10.670.0591001.85260000.44.87+30000.34.87=5.81+11.78=17.59 m
Como en el tramo CD esta en paralelo y es equivalente al tramo AC, se puede conocer el caudal del tramo de L=1500 m y d=20 cm:
Q20=0.27851000.202.6317.5915000.54=36.63 lps
Se sabe que el caudal Q = 59 lps es la suma de los caudales en cada tubería en paralelo, o sea:
Q=Q20+QD→QD=59-36.63=22.37 lps
Determinando el diámetro de la tubería:
D=1.626QC0.38Lhp0.2053=1.6260.022371000.38150017.590.2053=0.1661 m
(c) Si entre los puntos C y D se pone en paralelo con la tubería de 20 cm CD otra de 30 cm y 2400 m de longitud ¿Cuál será la perdida de carga total entre A y D para Q = 80 lps?
hpAB=10.670.0801001.85260000.44.87=10.20 m
hpAC=10.670.0801001.85230000.34.87=20.71 mComo el tramo CD, las tuberías están en paralelo con un caudal total de entrada de 80 lps, la solucione es:
Q1=K12Q2 ∴ K12=C1C2L2L10.54D1D22.63 ∴ Q2=Qe1+K12
K12=100100240015000.5420302.63=0.44 ∴ Q2=801+0.44=55.41 lps ∴ Q1=0.4455.41=24.59 lps
Las pérdidas en el sistema en paralelo:
hpCD=10.670.055411001.85224000.34.87=8.39 m
Las pérdidas de AD seria las sumatoria:hpAD=hpAB+hpBC+hpCD=10.20+20.71+8.39=39.3 m
Se quieren transportar 520 lps a través de una tubería de fundición vieja (C1=100) con una pendiente de la línea de altura Piezometrica de 1.0 m/1000 m teóricamente ¿Qué número de tuberías de 40 cm serán necesarias? ¿y de 50 cm? ¿y de 60 cm? ¿y de 90 cm?
Haciendo un esquema de la solución del problema, la cual se radica en el sistema de tuberíasen paralelo, o sea:
De la primera condición del sistema de tubería en paralelo:
Q0=i=1nQi
Si el diámetro de la tubería es constante e igual su línea Piezometrica, para el sistema de tuberías en paralelo, de la Ec. anterior se obtiene:
Q0=nQt
Donde n es el número de tuberías del diámetro solicitado.
* Numero de tuberías para un diámetro de 40 cm:Qt=0.2785CD2.63hpL0.54=0.27851000.402.63110000.54=60 lps
n=52060=8.67
De igual forma se determina el número de tuberías de los demás diámetros.
SISTEMAS HIDRAULICA DE DEPOSITOS
De los tres depósitos con el mismo nivel de superficie H = 10 m, con tubos de igual dimensión (L= 50 m, d= 100 mm, C= 100) se unen a una tubería principal que se compone de tres tramos iguales (L1 = 80 m, d1 = 200 mm, C1 = 150). Determine:...
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TEXTO DE EJERCICIOS RESUELTOS DE HIDRAULICA 2
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ContenIDO
1. TUBERIAS EN SERIE, PARALELO Y EQUIVALENTES 5
2. SISTEMAS HIDRAULICA DE DEPOSITOS 8
3. SISTEMAS HIDRAULICO EN REDES ABIERTAS 14
4. SISTEMA DE HIDRAULICAS EN REDES CERRADAS 18
5. ENERGIA ESPÈCIFCA EN CANALES ABIERTOS 40
6. FLUJO UNIFORME EN CANALES ABIERTO46
7. DISEÑO DE CANALES ABIERTO 55
TUBERIAS EN SERIE, PARALELO Y EQUIVALENTES
La tubería compuesta (sistema de tuberías en serie) ABCD está constituida por 6000 m de tubería de 40 cm, 3000 m de 30 cm y 1500 m de 20 cm (C1=100). (a) Calcular el caudal cuando la perdida de carga entre A y D es de 60 m. (b) ¿Qué diámetro ha de tener una tubería de 1500 m de longitud, colocada en paralelo conla existente de 20 cm y con nodos en C y D para que la nueva sección c-c sea equivalente a la sección ABC (C1=100), (c) si entre los puntos C y D se pone en paralelo con la tubería de 20 cm CD otra de 30 cm y 2400 m de longitud ¿Cuál será la perdida de carga total entre A y D para Q = 80 lps?
(a) Calculo del caudal cuando la pérdida de carga entre A y D es de 60 m en sistema de tuberías enserie:
hpA=10.67 (QC)1.852(L1D14.87+L2D24.87+L3D34.87)
60=10.67 (Q100)1.852 60000.44.87+30000.34.87+15000.24.87
Q=59 l/s
(b) Calculo del diámetro ha de tener una tubería de 1500 m de longitud, colocada en paralelo con la existente de 20 cm y con nodos en C y D para que la nueva sección c-c sea equivalente a la sección ABC (C1=100).
Por equivalencia, tenemos: hpAC = hpCD con Q =59 lps.
hpAC=10.67QC1.852L1D14.87+L2D24.87=10.670.0591001.85260000.44.87+30000.34.87=5.81+11.78=17.59 m
Como en el tramo CD esta en paralelo y es equivalente al tramo AC, se puede conocer el caudal del tramo de L=1500 m y d=20 cm:
Q20=0.27851000.202.6317.5915000.54=36.63 lps
Se sabe que el caudal Q = 59 lps es la suma de los caudales en cada tubería en paralelo, o sea:
Q=Q20+QD→QD=59-36.63=22.37 lps
Determinando el diámetro de la tubería:
D=1.626QC0.38Lhp0.2053=1.6260.022371000.38150017.590.2053=0.1661 m
(c) Si entre los puntos C y D se pone en paralelo con la tubería de 20 cm CD otra de 30 cm y 2400 m de longitud ¿Cuál será la perdida de carga total entre A y D para Q = 80 lps?
hpAB=10.670.0801001.85260000.44.87=10.20 m
hpAC=10.670.0801001.85230000.34.87=20.71 mComo el tramo CD, las tuberías están en paralelo con un caudal total de entrada de 80 lps, la solucione es:
Q1=K12Q2 ∴ K12=C1C2L2L10.54D1D22.63 ∴ Q2=Qe1+K12
K12=100100240015000.5420302.63=0.44 ∴ Q2=801+0.44=55.41 lps ∴ Q1=0.4455.41=24.59 lps
Las pérdidas en el sistema en paralelo:
hpCD=10.670.055411001.85224000.34.87=8.39 m
Las pérdidas de AD seria las sumatoria:hpAD=hpAB+hpBC+hpCD=10.20+20.71+8.39=39.3 m
Se quieren transportar 520 lps a través de una tubería de fundición vieja (C1=100) con una pendiente de la línea de altura Piezometrica de 1.0 m/1000 m teóricamente ¿Qué número de tuberías de 40 cm serán necesarias? ¿y de 50 cm? ¿y de 60 cm? ¿y de 90 cm?
Haciendo un esquema de la solución del problema, la cual se radica en el sistema de tuberíasen paralelo, o sea:
De la primera condición del sistema de tubería en paralelo:
Q0=i=1nQi
Si el diámetro de la tubería es constante e igual su línea Piezometrica, para el sistema de tuberías en paralelo, de la Ec. anterior se obtiene:
Q0=nQt
Donde n es el número de tuberías del diámetro solicitado.
* Numero de tuberías para un diámetro de 40 cm:Qt=0.2785CD2.63hpL0.54=0.27851000.402.63110000.54=60 lps
n=52060=8.67
De igual forma se determina el número de tuberías de los demás diámetros.
SISTEMAS HIDRAULICA DE DEPOSITOS
De los tres depósitos con el mismo nivel de superficie H = 10 m, con tubos de igual dimensión (L= 50 m, d= 100 mm, C= 100) se unen a una tubería principal que se compone de tres tramos iguales (L1 = 80 m, d1 = 200 mm, C1 = 150). Determine:...
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