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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL CICLO 2010-II CURSO: MECNICA DE FLUIDOS II. HH-224-J DOCENTE: DR. JULIO KUROIWA ZEVALLOS

EJERCICIOS PARA PRACTICAR

1. Para el esquema presentado en la Figura 2, hallar el caudal que circula entre los dos reservorios. La viscosidad cinemtica a 10 C es 1.308 x 106 m2/s y la viscosidad cinemtica a 15 C es 1.107 x 10-6 m2/s.

2. En el esquema que se presenta en la Figura 1 se tienen dos reservorios conectados por dos tramos de tuberas. El primer tramo consta de tres tuberas de 1400 m de largo y el segundo tramo consta de dos tuberas de 2600 m de largo como se muestra en la figura. Hallar el caudal que fluye por el sistema. Considerar que las prdidas locales estn incluidas en las longitudes de las tuberas

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3. En la figura se muestran tres reservorios conectados entre s. Hallar el caudal que fluye a los reservorios ms bajos. Considere que la viscosidad cinemtica a 15 C es 1.107 x 106 m2/s

4. Cules son las principales diferencias entre el mtodo de Hazen y Williams y el

mtodo de Darcy - Weisbach para el clculo de prdidas de carga en conductos cerrados que fluyen a presin?

5. Porqu el coeficiente de prdida local de una tubera conectada con un reservorio al final de la lnea es 1?

6. Se tienen dos reservorios conectados por una tubera de dimetro D1. Se retira esta tubera y se coloca una tubera de dimetro D2 > D1. Demostrar que el caudal que circula por el segundo sistema es mayor que el que circula por el primero.

7. Existen tres reservorios interconectados como se muestra en la figura siguiente.

Hallar el caudal que discurre en cada una de las tuberas.

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8. Los reservorios 1 (Superior) y 2 (Inferior) podan transportan una determinada cantidad de agua cuando estaban conectados por una tubera de 1 220 mm que los una y que meda 3000 m en total. Una parte de la tubera fue deteriorada severamente, quedando slo 1 215 m de la tubera original. En la actualidad slo existen tuberas de 914 mm del mismo material. Adems el nuevo trazo de las tuberas contempla realizar un desvo de 3200 m (como se ve en la figura siguiente). Hallar el mnimo nmero de tuberas que se requieren para poder transportar un caudal igual o mayor al que poda transportarse antes de que se pierda el primer tramo de la tubera. Hallar el caudal que pasa por el nuevo sistema.

9. En el esquema que se muestra en la Figura 3, se tienen 4 tuberas en paralelo cuyos dimetros son 610 mm, miden 1300 m de largo y tienen un coeficiente de Hazen de 140, las cuales estn conectadas a una tubera cuyo dimetro es 1220 mm, mide 800 m de largo y tienen un coeficiente de Hazen de 100. Calcular el caudal que fluye por el sistema.

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10. En la figura siguiente se presentan tres reservorios interconectados. Calcular los flujos que discurren del reservorio alto hacia los dos reservorios.

11. En el sistema de almacenamiento y conduccin se conectan dos reservorios con

una tubera de hierro ( = 0.25 mm) de 1220 mm. La capacidad de conduccin del sistema debe ser aumentada en 25 % para cubrir el dficit existente. Para lograr este objetivo se ha propuesto la instalacin de una tubera adicional de acero

galvanizado ( = 0.15 mm) paralela a la existente. Se cuenta con tuberas de 18 ( D = 457 mm), 24 ( D = 610 mm) y 36 ( D = 914 mm). Hallar la tubera que permite que pase el nuevo caudal.

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12. Hallar el caudal que fluye del reservorio alto al reservorio bajo en el sistema que se muestra en la Figura.

13. Hallar la distribucin de caudales en las tuberas del sistema. Usar n = 2.

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14. El agua utilizada en algunos procesos de extraccin minera es almacenada en un reservorio circular cuya cota de operacin es 4,248.34 m.s.n.m. El recurso es derivado desde una presa a travs de una lnea de conduccin constituida por una tubera de hierro fundido (C = 100) de 1,220 mm cuya longitud es de 12 km. Los niveles de operacin de la presa de donde se toma el agua son los siguientes: Nivel mximo: 4259.71 m.s.n.m. y nivel mnimo: 4255.66 m.s.n.m. Debido a que se ha descubierto que la tubera atraviesa una veta que ser explotada pronto, se debe cambiar el trazo de la tubera. De esta manera, se definen dos tramos: el tramo 1 (tubera de hierro fundido de 5,550 m que permanece) y el tramo 2 (nuevo) de 8,340 m. Para reemplazar la tubera en el nuevo tramo se tienen las siguientes opciones:

Material C Dimetro (mm) Costo (S/. por metro lineal)

Hierro Fundido 100 910 150

Asbesto Cemento

140 910 200

Las longitudes incluyen las prdidas locales. Escoja la alternativa ms econmica. Ayuda 1: El diseo se realiza para las condiciones ms crticas. Ayuda 2: El costo del reemplazo es la longitud total de la tubera a instalarse multiplicada por el costo por metro lineal.