mecanica

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA
NUCLEAR Y MECÁNICA DE FLUIDOS

INGENIARITZA NUKLEARRA ETA
JARIAKINEN MEKANIKA SAILA

MÁQUINAS HIDRÁULICAS
COLECCIÓN DE PROBLEMAS
Curso 2010-2011

Profesores:

Aitor Barinaga
Gabriel Ibarra
Igor Peñalva
Kontxi Olondo
Natalia Alegría

Andoni Larreategui
Martín Garay

Índice - 2

ÍNDICE

Tema 1: Mecánica de Fluidos en MáquinasHidráulicas.............................................. 3
Tema 2: Triángulos de Velocidades y Ecuación de Euler............................................ 9
Tema 3: Bombas......................................................................................................... 12
Tema 4: Turbinas........................................................................................................ 54
Exámenes:2004-2005 ................................................................................................ 67
Exámenes: 2005-2006 ................................................................................................ 78
Exámenes: 2006-2007 ................................................................................................ 87
Exámenes: 2007-2008................................................................................................ 98
Exámenes: 2008-2009 .............................................................................................. 108
Exámenes: 2009-2010 .............................................................................................. 116
Ejercicios resueltos................................................................................................... 126

Máquinas Hidráulicas. Colección de Problemas

Tema 1: Mecánica de Fluidos en Máquinas Hidráulicas - 3

Tema 1: Mecánica de Fluidos en Máquinas Hidráulicas
1.1. Con objeto de verificar las características de una bomba centrífuga se procede a
realizar un ensayo según el esquema de la Figura 1.1.a. Para un caudal de 0,1 [m3/s] el
manómetro diferencialde columna de mercurio indica una diferencia ∆z de
700 [mm Hg]. Los diámetros de las secciones de entrada y de salida son D1 = 0,20 [m] y
D2 = 0,15 [m]. Dichas secciones se sitúan a las cotas 4,3 [m] y 5,0 [m] respectivamente.
Se pide:
a)
b)

Determinar la energía hidráulica másica suministrada al agua por la bomba.
Determinar el valor de la potencia hidráulica de la bomba.

Hipótesis:•
•
•

Aceleración de la gravedad.
Densidad del agua
Densidad del mercurio

g = 9,81
ρw = 1000
ρHg = 13480

[m/s2]
[kg/m3]
[kg/m3]

Figura 1.1.a. Esquema del ensayo

Máquinas Hidráulicas. Colección de Problemas

Tema 1: Mecánica de Fluidos en Máquinas Hidráulicas - 4

1.2. Se está proyectando un nuevo tipo de camión para bajar madera del monte una
vez sea cortada. A fin deprevenir la propagación de incendios fortuitos, el camión
deberá incluir un equipo para apagar incendios en el monte.
Para ello, se pretende que se pueda acoplar un rodete de bomba al eje del camión
de forma que sea el motor el que con el camión arrancado pero sin movimiento,
transmita el giro al rodete centrífugo.
El agua se captaría de algún riachuelo que se encuentre aproximadamente a3,5 [m] por debajo del nivel de la carretera. A la salida de la bomba, la impulsión se
bifurca en 2 mangueras de aproximadamente 50 [m] de longitud en cada una de las
cuales se producen unas pérdidas de carga de aproximadamente 4 [m C.A.] cuando el
equipo está en operación.
En las boquillas situadas a la salida de las mangueras, las pérdidas de carga son de
0,8 [m C.A.] y se espera que elpersonal del camión esté capacitado para manejar las
mangueras con sus manos, de pie sobre la carretera y sosteniendo la boquilla a una
altura de 1,5 [m] sobre el nivel de la carretera.
La potencia del motor del camión es de 150 [C.V.] y el rendimiento del rodete,
para el punto de máximo rendimiento en el que se supone va operar es de 0,8 [-].
Sabiendo que las pérdidas en la aspiración son...