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hidrualica ejercicio 5, Ejercicios de Ingeniería

ejercicios de de hidrualica para practicar

Tipo: Ejercicios

2016/2017

Subido el 24/03/2023

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kevin-gutierrez-60 🇵🇪

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186
Arturo RochaHidráulica de tuberías y canales
PROBLEMAS PROPUESTOS
(Capítulo IV)
1. Calcular el diámetro que debe tener una tubería de acero rolado para conducir 1 500 l/s, de
aceite cuya viscosidad es 1 poise (peso específico 910 kg/m3). El acero es nuevo.
La pérdida de carga por fricción es de 1 m por cada 100 m de tubería
2. En el tanque mostrado en la figura hay un líquido cuyo peso específico es de 900 kg/m3. Está
sometido a una presión de 0,12 kg/cm2.
Descarga por medio de la tubería
mostrada, que tiene 4 cm de diámetro y
es muy lisa, de cobre. Determinar la
viscosidad del líquido sabiendo que el
gasto es de 4 l/s. La embocadura es
perfectamente redondeada, por lo que
puede despreciarse la pérdida de carga
local. La carga H es 0,90 m y la
longitud L es 8 m.
3. El sistema mostrado en la figura
descarga agua a la atmósfera.
Calcular el gasto. La embocadura es
con bordes agudos. La tubería de 6
cm de diámetro es de fierro fundido
nuevo. La temperatura del agua es
de 20 °C.
4. Calcular el gasto en el problema 3 si se coloca en la tubería una válvula de globo completamente
abierta.
5. Calcular cual debe ser el valor de la carga H en el sistema mostrado en la figura para que el
gasto sea de 10 l/s. La tubería es de fierro forjado, de 3” de diámetro. La longitud total es de 75 m.
La viscosidad del aceite es 0,1 poise y su peso específico relativo es 0,9. La entrada es con bordes
agudos. El codo es a 90°. Calcular cada una de las pérdidas de carga.
H
p
L
100 m
80 m
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pf3
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Hidr·ulica de tuberÌas y canales Arturo Rocha

PROBLEMAS PROPUESTOS

(Capítulo IV)

  1. Calcular el diámetro que debe tener una tubería de acero rolado para conducir 1 500 l/s, de aceite cuya viscosidad es 1 poise (peso específico 910 kg/m 3 ). El acero es nuevo. La pérdida de carga por fricción es de 1 m por cada 100 m de tubería
  2. En el tanque mostrado en la figura hay un líquido cuyo peso específico es de 900 kg/m^3. Está sometido a una presión de 0,12 kg/cm^2. Descarga por medio de la tubería mostrada, que tiene 4 cm de diámetro y es muy lisa, de cobre. Determinar la viscosidad del líquido sabiendo que el gasto es de 4 l/s. La embocadura es perfectamente redondeada, por lo que puede despreciarse la pérdida de carga

local. La carga H es 0,90 m y la

longitud L es 8 m.

  1. El sistema mostrado en la figura descarga agua a la atmósfera. Calcular el gasto. La embocadura es con bordes agudos. La tubería de 6 cm de diámetro es de fierro fundido nuevo. La temperatura del agua es de 20 °C.
  2. Calcular el gasto en el problema 3 si se coloca en la tubería una válvula de globo completamente abierta.

5. Calcular cual debe ser el valor de la carga H en el sistema mostrado en la figura para que el

gasto sea de 10 l/s. La tubería es de fierro forjado, de 3” de diámetro. La longitud total es de 75 m. La viscosidad del aceite es 0,1 poise y su peso específico relativo es 0,9. La entrada es con bordes agudos. El codo es a 90°. Calcular cada una de las pérdidas de carga.

H

p

L

100 m 80 m

0 1

2

CapÌtulo IV DiseÒo de tuberÌas

( k = 4,5 x 10 -5^ m)

  1. Se tiene una tubería de fierro fundido, asfaltado, de 6” de diámetro y 80 m de largo. La tubería arranca de un estanque cuya superficie libre está 5 m por encima del punto de descarga de la tubería. A lo largo de la tubería hay dos codos standard de 90° y una válvula de globo completamente abierta. La embocadura es con bordes agudos. Calcular el gasto. Considérese que la viscosidad cinemática del agua es 10-6^ m^2 /s.

7. La pérdida de presión ∆ p debida a una válvula, codo o cualquier otra obstrucción en una

tubería depende de la forma de la obstrucción, del diámetro D de la tubería, de la velocidad

media V del escurrimiento, de la densidad^ ρ^ del fluido y de su viscosidad dinámica^ μ^.

Determinar la forma más general de una ecuación, dimensionalmente homogénea para obtener

∆ p. ¿Qué forma particular tomaría esta ecuación cuando la viscosidad es despreciable?.

  1. En el tanque mostrado en la figura del problema 2, hay un líquido cuyo peso específico es de 750 kg/m^3. Está sometido a una presión de 0,04 kg/cm^2. Descarga por medio de la tubería mostrada que tiene 4 cm de diámetro y es muy lisa, de cobre. Determinar la viscosidad del líquido sabiendo que el gasto es de 1 l/s. La embocadura es perfectamente redondeada, por lo

que puede despreciarse la pérdida de carga local. La carga H es 0,30 m y la longitud L es 20 m.

  1. Se tiene una tubería de fierro fundido de 6” de diámetro y 80 m de largo. La tubería arranca de un estanque que tiene 5 m de carga con respecto al punto de desague. A lo largo de la tubería

hay 2 codos standard de 90° y una válvula ( K = 10). La embocadura es con bordes agudos.

Calcular el gasto ( T = 20 °C).

  1. Dos estanques cuya diferencia de nivel es de 25 m están unidos por una tubería de 6” de diámetro y 1 550 m de longitud (asbesto - cemento, nuevo). La viscosidad del agua es 10-6^ m^2 /s. Calcular el gasto.
  2. ¿Cuál es la diferencia de nivel que debería existir entre los dos estanques del problema anterior para que el gasto sea de 50 l/s?.

H

CapÌtulo IV DiseÒo de tuberÌas

  1. Dos estanques están conectados por una tubería que tiene 6” de diámetro en los primeros 25 m y 8” en los 40 m restantes. La embocadura es perfectamente redondeada. El cambio de sección es brusco. La diferencia de nivel entre ambos estanques es de 20 m. Las tuberías son de fierro fundido, nuevo. La temperatura del agua es de 20 °C. Calcular el gasto, y cada una de las pérdidas de carga. Dibujar la línea de energía y la línea piezométrica.
  2. Dos estanques estan conectados por una tubería que tiene 8” de diámetro en los primeros 20 m y 6” en los 30 m restantes. La embocadura es ligeramente redondeada. El cambio de sección es brusco. La diferencia de nivel entre ambos estanques es de 15 m. La tubería es de fierro fundido. La temperatura del agua es de 20 °C. Calcular el gasto. Dibujar la línea de energía y la línea piezométrica.
  3. De un estanque sale una tubería de 2 400 m de largo y 18” de diámetro. Descarga libremente a

la atmósfera 350 l/s. La carga es de 40 m. Calcular el coeficiente f de Darcy.

Si a la tubería se le adiciona una boquilla tronco cónica convergente, en la que suponemos que la pérdida de carga es despreciable, determinar cual debe ser el diámetro de la boquilla para que la potencia del chorro sea máxima. Calcular la potencia.

  1. Calcular el gasto para el sifón mostrado en la figura. El diámetro de la tubería es 0,20 m, su rugosidad es de 1,5x10-4^ m, la viscosidad es de 10-6^ m^2 /s.

D

3,0 m

4,0 m 3,0 m 7,0 m

1,5 D

8,0 m

Hidr·ulica de tuberÌas y canales Arturo Rocha

  1. En el sistema mostrado en la figura circulan 60 l/s. La bomba tiene una potencia de 10 HP. La eficiencia de la bomba es 0,85. La presión manométrica inmediatamente antes de la bomba es de 0,06 kg/cm^2. Determinar cual es la energía disponible inmediatamente después de la bomba. El agua está a 20 °C. Dibujar la línea de energía y la línea piezométrica. Calcular la longitud de cada uno de los tramos.
  2. Calcular la potencia que debe tener la bomba, cuya eficiencia es del 80 % para bombear 15 l/s.

La succión se efectúa por medio de la válvula de pie mostrada en la figura ( K = 0,8). Hay una

válvula check ( K = 2) y una válvula de compuerta ( K = 17). El codo es de curvatura suave. La

tubería es de 4” de diámetro. Es de fierro galvanizado. La viscosidad del agua es 10-6^ m^2 /s.

B

22,0 m

10,0 m

D = 4" Fierro fundido, nuevo

D = 4"

50 m

250 m 90,0 m

B

11,5 m

10,0 m

1,5 m