Examen de Hidraulica de Canales.

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

SEMESTRE ACADEMICO 2008-II

SEGUNDO EXAMEN PARCIAL DE MECANICA DE FLUIDOS II

(DURACIÓN 2.00 Hrs)

1. Responda las siguientes preguntas teóricas:

1. Describa la ecuación de perdida de energía debida a la resistencia de la curva en un canal (01 puntos).

hp = Kc V2/2g

Donde:

V        : Velocidad media en el canal.

Kc        : Coeficiente que varia con el numero de Reynold y los parámetros rc/b; y/b; O°/180°

1. Indique los radios mínimos para minimizar el flujo espiral(01 puntos).

rc        : 3b para canales rectangulares.

rc        : 3T para canales trapezoidales revestidos.

rc        : 5T para canales trapezoidales erosionables.

1. Indique los tipos de transiciones (01 puntos).

• Alabeada rectilínea.
• Alabeada recta.
• Cuadrante cilíndrico.
• Línea recta.
• Extremos cuadrados.

1. Indique los métodos ordinarios para el cálculo de perfiles de remanso (01 puntos).

• Integración gráfica.

• Integración directa.

• Método directo por tramos.

• Método de tramos fijos

•Método estándar tramo a tramo.

En general es recomendable hacer los cálculos hacia aguas arriba si el flujo es subcritico y hacia aguas abajo si el flujo es supercrítico ambos casos se parte de una profundidad conocida.

1. Indique las hipótesis en que se basa el estudio del flujo variado espacialmente.

El estudio se orienta a deducir la ecuación general del perfil en el canal. Se obtiene en cada caso una ecuación diferencial muy parecida a la ecuación general del FGV.

Las hipótesis en las que se basa el estudio son:

1. El flujo en el canal es unidireccional.
2. La distribución de velocidades es uniforme (α = β = 1).
3. El flujo es paralelo, es decir rige la ley hidrostática de presiones
4. La pendiente del canal So es pequeña.

Sf se evalúa con la formula de Manning del flujo uniforme

1. Indique las ecuaciones de descarga para vertederos de pared delgada sin considerar la velocidad de aproximación (01 puntos).

[pic 1]                        : Para vertederos triangulares de 90º

[pic 2]        : Para vertederos rectangulares                

[pic 3]                : Para vertederos Cipolletti

1. Describa los coeficientes: Cc; Cv; Cd; indique de que factores depende cada uno de ellos. (01 punto).

En general los valores Cc, Cv, Cd dependen de la carga H y del diámetro D del orificio.  Sin embargo para valores del número de Reynolds > 105 estos valores permanecen más o menos constantes y son: Cv = 0.99; Cc = 0.605; Cd = 0.60.

Cc: Coeficiente de contracción del orificio (Ac/A Depende de la relación de áreas)

Cv: Coeficiente de velocidad del orificio (V/Vt depende de la velocidad real y la velocidad teórica)

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