Parte escrita del final de Hidráulica General del 03 de marzo de 2008. Lugo de resolver estos problemas comienza la parte oral donde se puede preguntar sobre todos los temas.
- Diseñar un canal de sección trapecial de pendiente 0.001 con material de tierra vegetal compacta para un caudal de 10 m^3/s que sea de máxima eficiencia.
- Calcular las perdidas que tiene un conducto a presión de 10000m hecho de PVC de 0.5m de diametro y un caudal de 0.4m^3/s.
- Describir lo que es la red de escurrimiento, formulas básicas, modos de utlizarla, ejemplos sencillos, etc.
----
Al ser de tierra vegetal compacta se utiliza, un m=1 si la altura es menor a un metro y
m=1.5 si es mayor a un metro. El n de Manning es aproximadamente 0.024. Para máxima eficiencia se útiliza la fórmula \frac {h}{Bf} = \frac {1}{2 \sqrt{1+m^2}-m} que proviene de mínimizar el périmetro mojado con un m y una sección constante.
Pruebo primero con m=1.5 y como resultado obtengo \frac {h}{Bf}=0.475. Busco este número en la tabla Woodward y Posey junto al talud ya fijado obtego que \frac {Q \cdot n}{h^{8/3} \cdot i^{1/2}}=2.65.
Por lo tanto, se obtiene un canal de tirante 1.48m y una base de fondo de 3.12m que cumple con lo pedido.
----
Averiguo primero el número de Reynolds Re= \frac {U \cdot D}{ \nu } = \frac {4 \cdot Q}{ \pi \cdot D \cdot \nu } =1.018.591.6 .
Tomando al PVC como un material casi liso que respeta muy bien la linea de tuberías lisas del abaco universal, busco en el mismo, el valor de f y luego utilizando la ecuación de Darcy, hallo las pérdidas a lo largo de toda la tubería \Delta J=f \cdot \frac {l}{D} \cdot \frac {u^2}{2g} = 0.117 \cdot \frac {10000m}{0.5m} \cdot \frac {(2.03m/s)^2}{2 \cdot 9.81m/{s^2}}=494.97m que es lo que se pedía.