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  Hidráulica Ing. CIP Pedro Alejandro Tinoco González 1 Ejercicio N° 1.   Calcular el radio hidráulico y el tirante hidráulico para un canal de sección trapezoidal cuyo ancho en la base es de 3 m. El tirante es de 0.80m y de talud 0.5 (El talud es la inclinación de los lados). Ejercicio N° 2.   Obtener los coeficientes   y   para un canal rectangular muy ancho, aceptando una distribución vertical de velocidades dada por la siguiente ecuación: v   = kh ∕n  K es una consonante, h es la distancia al contorno. Ejercicio N° 3.   Se ha medido la distribución vertical de velocidades en un canal muy ancho, encontrándose los siguientes valores: H(m)    ()  0.05 1.00 0.10 1.15 0.30 1.50 0.50 1.65 0.70 1.75 0.90 1.80 El tirante es y=0.95m. Calcular: a.   El gasto especifico q . b.   La velocidad media V . c.   Gráficamente la distancia h del fondo a la que la velocidad es igual a la velocidad media. d.   El coeficiente   de cariolis. e.   El coeficiente   boussinesa. f.   Los valores de   y  , aplicando las ecuaciones 1.1 y 1.2 y comparar con los resultados anteriores. g.   El número de Reynolds (T= 18°C)  = 1+3   −2   (1.1)  = 1+   (1.2)  =    −1   Ejercicio N° 4.   Demostrar a partir de la figura mostrada líneas abajo que el gasto teórico en un canal se puede expresar por:  =   √ 2g(  −ℎ  )1−       En donde A1 y A2 representan las áreas de las secciones transversales respectivas. La diferencia de cotas piezométricas es   y. La pérdida de energía entre 1 y 2 es h f  . Se sugiere emplear la ecuación de la energía entre las secciones 1 y 2 en evaluación   Flujos a superficie libre Ing. CIP Pedro Alejandro Tinoco González 2 Ejercicio N° 5.   Calcular el valor de   si  =1.2. Ejercicio N° 6.   Demostrar que en una tubería de diámetro D con régimen laminar, cuya ecuación de distribución de velocidades es:    =  (ℎ4 −ℎ  4 )  Siendo h la distancia al contorno,   la viscosidad cinemática del fluido y S la pendiente de la línea de energía; se cumple que:  =2 y  =4/3 Ejercicio N° 7.   En una tubería AB fluye aceite. El diámetro se contrae gradualmente de 0.45m en A a 0.30m en B. En B se bifurca. La tubería BC tiene 0.15 m de diámetro y la tubería BD 0.25m de diámetro. C y D descargan a la atmosfera. La velocidad media en A es 1.80 m/s y la velocidad media de D es 3.60 m/s. Calcular el gasto en C y D y las velocidades en B y C. Ejercicio N° 8.   En una tubería de 6” de diámetro fluye aceite de densidad relativa 0.8. la viscosidad en 1 poise. El gasto es de 200 lt/s. Calcular el número de Reynolds. Ejercicio N° 9.   Una tubería horizontal AB de 0.40 m de diámetro conduce 300 lt/s de agua (T=20°C). La presión en el punto A es de 5 Kg/cm 2  y en el punto B es de 3.5 Kg/cm 2 . La longitud de la tubería es de 850m. Dibujar la línea piezométrica y la línea de energía. Calcular el número de Reynolds. Ejercicio N° 10.   Una tubería horizontal de 8” de diámetro y 500  m de largo conduce 100 lt/s de aceite de viscosidad 1 poise y peso específico relativo 0.80. La presión en el punto inicial es de 4 Kg/cm 2  y en el punto final de 3 Kg/cm 2 . Dibujar la línea pizométrica y la línea de energía. Calcular el número de Reynolds. Ejercicio N° 11.    Hidráulica Ing. CIP Pedro Alejandro Tinoco González 3 Una tubería AB de 0.80 m de diámetro conduce 1 m 3 /s de agua. La elevación del punto inicial A es 25.80 m y su presión es de 5 Kg/cm 2 . La elevación del punto final B es de 20.20 m. y su presión es de 2 Kg/cm 2 . La longitud de la tubería es de 1 Km. La temperatura es de 20°C. Dibujar la línea piezométrica y la línea de energía. Calcular la presión de la tubería en el punto medio de la distancia AB. Ejercicio N° 12.   Un tubo cónico vertical tiene entre sus extremos 1 y 2 una pérdida de carga ℎ   igual a ℎ   = 0.25(   −  )  2      es la velocidad en el punto 1, es igual a 6 m/s. La velocidad en el punto 2 es 2 m/s. La longitud del tubo es de 8 m. la presión en el punto 2 equivale a 10 m de agua. Calcular la presión en Kg/cm 2  en el punto 1. Ejercicio N° 13.   Se tiene una línea de conducción cuya sección inicial tiene un diámetro de 8” y una presión de 2 Kg/cm 2 . La sección final tiene un diámetro de 6”, una presión de 1 Kg/cm 2  y esta 1.20 m por encima de la sección inicial. Calcular la pérdida de energía ℎ   entre ambas secciones. En fluido es petróleo crudo de peso específico relativo 0.93 y la temperatura es de 25°C. Ejercicio N° 14.   Una tubería vertical de sección variable conduce agua. El diámetro en la parte superior es de 12 cm y en la parte inferior de 6 cm. La longitud es de 10 m. Cuando el gasto es de 80 lt/s, la diferencia de presión entre los manómetros instalados en las secciones 1 y 2 es de 2.5 Kg/cm 2 . Determinar cuál es el gasto que debería pasar en esta tubería para que la diferencia de presiones entre 1 y 2 sea cero. Considerar que la pérdida de carga ℎ   entre 1 y 2 es proporcional a la velocidad. Ejercicio N° 15.   Calcular el gasto del sistema mostrado en la figura. El diámetro de la tubería es de 4”. Las pérdidas de energía en el sistema equivalen a 4   /2g. Ejercicio N° 16.   La sección transversal de una tubería circular se ha dividido en 10 áreas iguales por medio de círculos concéntricos. Se ha medido las velocidades medias en cada área, empezando por la velocidad en el centro. Los resultados en m/s son: 1.71, 1.70, 1.68, 1.64, 1.58, 1.49, 1.38, 1.23, 1.02, 0.77. Calcular los valores de   y  .
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