Examen Sustitutorio 2011-I I HH 224J - RevB

 

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE HIDRÁULICA E HIDROLOGÍA HH224 J - PROFE PROFESOR SOR DEL CURS CURSO: O: JULIO KU KUROIWA ROIWA ZEVA ZEVALLOS LLOS / JEFA DE PRÁCT PRÁCTICAS: ICAS: LIDIA MALPI MALPICA CA RODRIGU RODRIGUEZ EZ

EXAMEN DE SUBSANACIÓ EXAMEN SUBSANACIÓN N DE MECÁNICA MECÁNICA DE FLUIDOS FLUIDOS II HH224 HH224 –J. CICLO CICLO 2011-II Instrucciones para el examen: Para el examen sólo están permitidos los siguientes materiales : una sola hoja por ambas caras que contenga dato datoss tales como conversión de unidades, fórmulas para el desarrollo de problema y otra información relacionada al curso; curso; una calculadora científica o programable. No se permite el uso de laptops. laptops. Otros ítems permitidos son; pilas o baterías de repuesto; 3 lapiceros, borrador; ho hojas jas en blanco; y regla. Está prohibido el intercambio de calculadoras y hablar durante el desarrollo del examen con alumnos que estén desarrollando el examen o personas ajenas al curso. Explique el procedimiento que ha seguido en el desarrollo del problema y los conceptos o principios que está aplicando en cada uno de ellos. La duración del examen es de 1 hora 50 minutos. Buena suerte. 3 valorun de la cota Z 1 m(en 1. Calcule m.s.n.m.)cuál para es queelllegue caudal de 0.77 /s al reservorio 2, cuya cota es 121.33 m.s.n.m. Las cotas en cada reservorio están indicadas en metros sobre el nivel del mar. (4 puntos)

2. Una canal canal de secció secciónn co compu mpuest estaa tie tiene ne un un fondo semicircular semicircular y la sección superior superior es trapezoidal como se muestra figura. El revestimiento revestimien to del can canal al es en delaconcreto conc reto (co (consi nsidé dérese rese n = 0.0 0.014 14 y debe debe transp transport ortar  ar  un caud caudal al de de 45 m3/s con una pendiente de 8 por diez mil. Halle el tirante, la velocidad de flujo e indique cuál es el régimen de flujo, asumiendo que el flujo es uniforme. (5 pun puntos tos)) 3. Un canal canal trapezoidal trapezoidal de de 6 m de ancho cuyos cuyos taludes taludes tienen una una inclinación inclinación 2 H: 1V está está cubierto cubierto por   partículas angulosas que miden d50 = 20 mm y cuyo d 90 = 36 mm. La pendiente longitudinal longitudinal del canal es uno  por mil. La viscosidad cinemática a 15 C es 1.141 x 10 -6 m2/s y la graveda gravedadd específic específicaa es 22.65. .65. Indique Indique para que caudal se produce la condición de movimiento incipiente en las partículas del canal. (5 puntos) 4. Hallar Hallar una expresión expresión para para calcular calcular el tirante tirante crítico en en una cuneta cuneta triangular triangular por la que que circula circula un caudal caudal Q. Las inclinaciones de sus lados lados son z1 y z2, respectivamente. (2 puntos) 5. En un canal canal de sección trapezo trapezoidal idal de tierra tierra cubierto cubierto con pasto pasto Bermuda Bermuda se desea desea calcular calcular la rugosidad rugosidad del del cauce aforando el caudal caudal y midiendo el tirante en dos secciones separadas separadas entre sí 20 m. El canal conduce 5.5 m3/s, tiene una base base de 2 m y la inclinación de de los taludes es 1.5 1.5 H: 1 V. En la sección 1 (aguas (aguas abajo) el tirante es 1.152 m y la cota de fondo es 867.33 m.s.n.m. m.s.n.m. En la sección 2 (aguas arriba) el tirante es 1.323 m y la cota de fondo es 867.34 m.s.n.m. Halle el coeficiente de rugosidad (o coeficiente de Manning) del canal (3 puntos). 6. Un can canal al recta rectangu ngular lar de 2.4 m ddee an ancho cho que que tr trans anspo porta rta agu aguaa con con un tirant tirantee de de 1.4 m y una una velo velocid cidad ad de de 0.9 m/s se eestr strech echaa gr gradu adualm alment entee ha hasta sta red reduci ucirr su ancho ancho a 2 m. Estime Estime el tiran tirante te en en la secció secciónn del del estrechamiento. Indique además cuál es el mínimo ancho que puede puede tener el canal sin producir producir un remanso aguas arriba (1 punto) punto) Rímac, 20 de Diciemb Rímac, Diciembre re de 20 2011 11.. DURACI DURACIÓN ÓN DEL EXAM EXAMEN: EN: 1 hora hora 50 min. min. ¡Felic ¡Felices es Navida Navidadd y Prósper Prósperoo Año Año Nuevo Nuevo!! Que dis disfru fruten ten y apro aprove veche chenn el veran verano. o. EL PROFES PROFESOR. OR.

 

FORMULARIO Fórmula de Hazen y Williams para cálculo de pérdidas por fricción:

10.675 1.852

h 

C 

Q

1.852

 L

 D 4.8704

C = Coeficiente de Hazen y Williams 3

Q caudal enenmmetros /s L = longitud D = diámetro en metros Geometría de Canal Trapezoidal: Datos: ancho (b), inclinación del talud (z). Dado un tirante y, se obtienen el perímetro P, el área A, y el radio hidráulico R = A/P.

 P   b   2 y z 2



1

 A  (b    zy) y  R 

(b   zy) y , T    b  2 zy , D = A/T  P  b  2 y  z 2  1  A



Ecuación de Manning 2

Q

1

3 2 3  AR S f  2 Q = caudal (m /s), A = área (m ), R = radio hidráulico (m), Sf  = pendiente de la línea de  

n

energía (m/m) y n = coeficiente de Manning.

Gráfico para estimar el ángulo de reposo