Problemas de abastecimiento

Abastecimiento y saneamiento de aguas. Problemas y cuestiones de teoría

Escuela Universitaria Politécnica Donostia San Sebastián
Unibertsitate Eskola Politeknikoa Donostia - San Sebastián

Colección de Problemas y de
Cuestiones teóricas
Abastecimiento y saneamiento de aguas
Grado en Ingeniería Civil

Jabier Almandoz Berrondo
Dpto. Ingeniería Nuclear y Mecánica de Fluidos
Octubre de2012

Abastecimiento y saneamiento de aguas. Problemas y cuestiones de teoría

TEMA 0: HIDRAÚLICA BÁSICA

1) En la figura está representada una tubería de
100 mm de diámetro interior por el que circula
un caudal volumétrico de 15,7 l/s de agua
(densidad relativa sagua = 1). En el punto A de
la tubería se coloca una toma manométrica (con
aire y mercurio) para medir la presión y se
tomanestas lecturas: Hagua = 1,2 m y H0 de
ras:
(mercurio) = 0,87 m.
La densidad relativa del mercurio es de 13,6. Si la presión atmosférica es de 750 mmcHg (Tor) ,
se pide:
a) Energía cinética del agua en el punta A (mca)
b) Presión estática del agua en A (mca) y (kg(cm2)
c) Presión absoluta del agua en A (mca) y (bar)
bsoluta
d) Bernoulli o energía total del agua en A (mca) tomando comoreferencia de cotas o nivel
0 el eje de la tubería.
Soluciones: 0,20 mca; 13 mca y 1,3 kg/cm2; 23 mca y 2,3 kg/cm2; 13,2 mca

2) Una tubería (A) de 150 mm de PVC se bifurca en dos
tramos, uno (B) de 80 mm y otro (C) de 100 mm. EL flujo
circulante es un aceite de densidad relativa Saceite = 0,8. Si el
caudal QA = 27 l/s y la VB = 2,2 m/s se pide calcular:
a) QB circulante ( l/s)
b) Caudal QC( l/s) y Flujo másico (kg/ que circulan por C
(kg/s)
Soluciones: 11,1 l/s; 15,9 l/s y 12,75 kg/s

3) Se trasvasan 32 l/s de agua (s=1) desde un
depósito A cuya lámina superior de agua está
situada en cota 112 a otros dos depósitos B de
cota de lámina superior de agua 67 y C de cota
de solera o fondo de depósito 80,
desconociéndose la altura HC de agua
existente en el depósito
depósito.Los caudales Q(T1) y Q(T2) son 32 y 24 l/s respectivamente y la potencia perdida en la T1 debido a
las pérdidas de carga son 3,75 kW. Las pérdidas en la tubería 3 son de 15 mca. Se pide calcular:

Abastecimiento y saneamiento de aguas. Problemas y cuestiones de teoría

a)
b)
c)
d)
e)

Pérdidas de carga hf en la tubería T1 (mca)
(BN) Bernoulli en el nudo N (mca)
Pérdidas de carga hfen la tubería T2 (mca)
Factor de paso de pérdidas de carga KT2 de la tubería T2 en mca/ (l/s)2
Altura de la lámina superior de agua en el depósito C (m)

Soluciones: 12 mca; 100 mca; 33 mca; 0,0574 mca/ (l/s)2 ; 5 m

4) Se pide rellenar la tabla adjunta, con el cálculo de la rugosidad relativa, la velocidad, el
número de Reynolds, el comportamiento de la tubería y el coeficiente defrotamiento del
ábaco de Moody para 3 casos de 3 tuberías distintas:
tubería
rugosidad
Diámetros
rugosidad
relativa
Caudal
velocidad
viscosidad
Re
comportamiento
f

Polietileno
0,00034
350

Fundición
0,025
125

Acero roblonado
0,1875
125

cm
mm

-85
-3,00E-06
3,00E
----

-20
-1,00E-06
----

-29
-1,00E-06
----

adimensional
l/s
m/s
m2/s
Adimensionalliso/comercial/rugoso
Adimensional

Soluciones: liso - 0,01775, comercial - 0,02428 y rugoso - 0,04365
,

5) Una turbobomba lleva 65 l/s de agua
desde un depósito A (10 m) a un
superior B (50 m), a través de una
conducción de acero comercial de
200 mm de diámetro. Las longitudes
de la tubería de aspiración e
impulsión están indicadas en la tabla
adjunta:

Abastecimiento y saneamiento deaguas. Problemas y cuestiones de teoría

cotas
diámetros
longitud
material
fluido

A
B
10
50
Tubería T1 Tubería T2
200
200
30
1030
acero comercial
agua

m
mm
m

Se pide calcular, por medio de la expresión de Hazen-Willams:
a)
b)
c)
d)

El C HW y el J1 de las dos tuberías T1 y T2.
Las pérdidas de carga de T1 y T2 en mca
Altura manométrica o útil que debe de aportar la...