Tarea No. 6 Tuberia en Serie

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TUBERIA EN SERIE

1.

1. _{Por una tubería vertical de 50}_{Por una tubería vertical de 50 mm de diámetro desciende 1 lps}_{mm de diámetro desciende 1 lps de aceite cuya viscosidad cinemática}_{de aceite cuya viscosidad cinemática}

es de 20 x 10-6 m/s2 y su densidad relativa de 0.92. Se conecta un

es de 20 x 10-6 m/s2 y su densidad relativa de 0.92. Se conecta un manómetro diferencial entre dosmanómetro diferencial entre dos puntos situados a una distancia de 400 cm. El líquido manométrico tiene una densidad relativa de puntos situados a una distancia de 400 cm. El líquido manométrico tiene una densidad relativa de 1.4. No hay aire en las

1.4. No hay aire en las conexiones. Calcular la lectura del manómetro diferencial.conexiones. Calcular la lectura del manómetro diferencial. 2.

2. _{Dibuje las líneas piezometrica y}_{Dibuje las líneas piezometrica y rasante de}_{rasante de energía, si en la tubería circulan 100 lps en una tubería}_{energía, si en la tubería circulan 100 lps en una tubería}

con un diámetro de D1=25 cm y L1=100 m, D2=30 cm y L2=100 m. (ε=0.0046 cm, ν = 1.0x10-6 con un diámetro de D1=25 cm y L1=100 m, D2=30 cm y L2=100 m. (ε=0.0046 cm, ν = 1.0x10-6 m2/s). Kentrada=0.5, Kexpansion=0.31, Ksalida=1.0. Determine las cargas piezometricas en los m2/s). Kentrada=0.5, Kexpansion=0.31, Ksalida=1.0. Determine las cargas piezometricas en los punto

puntos señalados señaladoss con letracon letras.s.

3.

3. _{En tubería horizontal de 0.3 m de diámetro tiene un factor de fricción de 0.025, existe una fuga.}_{En tubería horizontal de 0.3 m de diámetro tiene un factor de fricción de 0.025, existe una fuga.}

Corriente arriba de la fuga, dos medidores de presión separados entre sí 600 m muestra una Corriente arriba de la fuga, dos medidores de presión separados entre sí 600 m muestra una diferencia de presión de 138 KP

diferencia de presión de 138 KPa. Corriente debajo dea. Corriente debajo de la fuga dos medidores de presión sepla fuga dos medidores de presión separadosarados entre sí 600 m muestra una diferencia de presión de 124 KPa. Cuánta agua por segundo se está entre sí 600 m muestra una diferencia de presión de 124 KPa. Cuánta agua por segundo se está perdiendo en el tubo. Haga el

perdiendo en el tubo. Haga el esquema.esquema. 4.

4. _{A travé}_A_través_{s de}_{de un}_{un tubo recto}_{tubo recto de}_{de 100 mm}_{100 mm de}_{de diáme}_diámetro_{tro y}_{y 45 m}_{45 m de}_{de longi}_{longitud, inclinad}_{tud, inclinado}_{o a}_{a 15}_{15 grado con}_{grado con}

respecto a la horizontal, se bombea glicerina (densidad relativa 1.26, viscosidad 0.9 Pa.s) bajo un respecto a la horizontal, se bombea glicerina (densidad relativa 1.26, viscosidad 0.9 Pa.s) bajo un régimen de 20 lps. La presión de medidor en el extremo más bajo (de entrada) del tubo, es de 590 régimen de 20 lps. La presión de medidor en el extremo más bajo (de entrada) del tubo, es de 590 KPa. Calcúlese la presión en el extremo de salida del tubo.

KPa. Calcúlese la presión en el extremo de salida del tubo. Haga todos los esquemas.Haga todos los esquemas. 5.

5. _{Determine el caudal Q de petróleo, si la presión absoluta en la sección de succión de la bomba es}_{Determine el caudal Q de petróleo, si la presión absoluta en la sección de succión de la bomba es}

de 42 KPa. Cuantifique las perdidas locales como el 10% de las perdidas por fricción. Densidad del de 42 KPa. Cuantifique las perdidas locales como el 10% de las perdidas por fricción. Densidad del petróleo es de 750

petróleo es de 750 kg/m3 y su ν = 0.01x10-6 m2/s. El diákg/m3 y su ν = 0.01x10-6 m2/s. El diámetro de la tubería es de 100 mm, L = 120metro de la tubería es de 100 mm, L = 120 m, ε = 0.1 mm. Ho = 3.8 m, la presión en el depósito es de Patm = 101 KPa.

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7. _{Cuando el caudal de agua en un tubo liso dado, es de 114 lps, el factor de fricción es 0.06. Que} factor de fricción se esperaría si el caudal aumenta a 684 lps. Haga el esquema.

8. _{A través de un tubo recto de 100 mm de diámetro y 45 m de longitud, inclinado a 15 grado con} respecto a la horizontal, se bombea glicerina (densidad relativa 1.26, viscosidad 0.9 Pa.s) bajo un régimen de 20 lps. La presión de medidor en el extremo más bajo (de entrada) del tubo, es de 590 KPa. Calcúlese la presión en el extremo de salida del tubo. Haga todos los esquemas.

9. _{Una manguera de 75 mm de diámetro interior y 450 m de longitud, se alimenta con agua a 1.4 MPa.} Una tobera en el extremo de salida de la misma, se encuentra a 3 m arriba del nivel del extremo de entrada. si el chorro que sale de la tobera debe de alcanzar una altura de 35 m, calcúlese el diámetro máximo de la tobera suponiendo que el factor de fricción es 0.01 y que las perdidas por entrada y salida en la misma son despreciables. Si la eficiencia de la bomba de alimentación es de 70%, determínese la potencia que se necesita para impulsarla.

10. _{Cuando el gasto de agua en un tubo liso dado, es de 114 lps, el factor de fricción es de 0.06. ¿Qué} factor de fricción se esperaría si el gasto aumenta a 684 lps? Haga el esquema.

11. _{El depósito descarga agua hacia la atmósfera a través de una tubería horizontal, en la cual se} instala dos piezómetros. El diámetro del la tubería es de d = 50 mm, longitud de los tres tramos es de L = 4 m que distribuye los piezómetros. 1) Determinar la carga H en el depósito y su caudal Q, cuando la válvula está totalmente abierta, y se establece una diferencia de altura en los piezómetro de Δh = 3 m. ε = 0.5 mm, ν = 1.0x10-6 m2/s. 2) Como varia el caudal y la diferencia de altura en los piezómetros Δh con las misma condiciones de carga pero Kvlalvua = 30. Construir la línea de carga totales.

12. _{Se suministra agua a una fabrica por una tubería de hierro fundido (ε=0.0046 cm) de 3.5 km de} longitud y de 300 mm de diámetro desde un deposito elevado. La cota del terreno en el sitio del depósito es de 130 m. La distancia del nivel del agua en el depósito es de 17 m. La cota del terreno en la fábrica es de 110 m. El agua a tener una presión de 25 mca en la fábrica. Calcular: a) ¿Qué altura deberá tener el nivel de agua en el depósito para asegurar en la fabrica un caudal de 100 lps en las mismas condiciones anteriores? (ν = 1 x 10-6 cm2/s).

13. _{Desde el depósito A se conduce agua al depósito B a través de una tubería con una longitud total de} Lt= 10 m, diámetro d = 80 mm. Desde el depósito B, el agua se descarga a la atmósfera a través de una tobera de d1 = 80 mm. μ=0.82, Kcodo = 0.3, Kvalvula = 4 y λ = 0.03. Determinar la carga H en depósito A, necesaria mantener el nivel en depósito B de h = 1.5 m.

14. _{Determinar el diámetro adecuado para una tubería de 305 m de longitud que transporta 57 lps de} aceite, en la cual se debe vencer una carga de 13.6 m, debida a las perdidas por fricción. A la temperatura de trabajo, el peso especifico del aceite es de 900 Kg. /m3 y la viscosidad dinámica de 0.14646 kg s. /m2. Calcular también la potencia hidráulica que la bomba debe proporcionar al fluido. Haga el esquema.

15. _{Calcúlese la perdida de carga y el coeficiente de perdida para este agrandamiento gradual a partir} de la información suministrada.

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16. _{Calcular la perdida de energía por fricción en un tramo de tubo liso de 153 m de longitud y de 0.10} m de diámetro, donde fluye aceite de peso especifico igual a 930 kgf/m3, μ = 0.00486 kg s. /m2, si la velocidad es de 0.60 m/s. Haga el esquema.

18. _{Determinar el diámetro de un tubo de acero (ε = 0.0000458 m), necesario para transportar 0.250} m3/s de aceite, de ν = 0.00001 m2/s, a una distancia de 3000 m con una pérdida de fricción de 23 m. Haga el esquema.

19. _{Del recipiente cerrado A con una presión de M = 245 KPa descarga a través de una tubería} horizontal de longitud de 45 m. (Kvalvula = 4, Ksalida= 0.3). Determine el diámetro d, de la tubería, si la recamara se abastece de agua con 36 m3 con un tiempo de 30 minutos. (λ = 0.02 / d1/3).

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21. _{Dos depósitos, cuyos nivele} 600 mm de diámetro y 3050 9.1 m arriba del nivel del profundidad mínima bajo la esta no sea menor que 3 m atmosférica es de 10.35 mca 22. _{Determinar el diámetro adec}

aceite, en la cual se debe temperatura de trabajo, el p 0.14646 kg s. /m2. Calcular t Haga el esquema.

23. _{Calcular la perdida de energ} m de diámetro, donde fluye a velocidad es de 0.60 m/s. Ha 24. _{Determine el caudal Q de p}

de 42 KPa. Cuantifique las p petróleo es de 750 kg/m3 y s m, ε = 0.1 mm. Ho = 3.8 m, l

25. _{A través del sifón, para el cu} con la condición que el va peligrosa C-C esta h = 4 m p = 100 m y el restante es de tubería d? (λ = 0.02 / d1/3)

s difieren por 30.5 m, están conectados por medi m de longitud. La tubería pasa sobre una loma cuy depósito más alto, y a una distancia de 305 m cima a la que debe tender la tubería si se desea q

de agua , y calcule la descarga en m3/s ( l = ). Haga el esquema.

uado para una tubería de 305 m de longitud que encer una carga de 13.6 m, debida a las perdid so especifico del aceite es de 900 Kg/m3 y la vis ambién la potencia hidráulica que la bomba debe p ía por fricción en un tramo de tubo liso de 153 m d

ceite de peso especifico igual a 930 kgf/m3, μ = 0.0 ga el esquema.

tróleo, si la presión absoluta en la sección de suc erdidas locales como el 10% de las perdidas por fri

u ν = 0.01x10-6 m2/s. El diámetro de la tubería es presión en el depósito es de Patm = 101 KPa.

al se conoce H = 6 m necesario para entregar un c cum en las secciones de la tubería no excédal or encima del nivel superior, la longitud del tramo d 2 = 60 m. (Kentrada = 5, Kvalvula = 13). ¿Determi

de una tubería de cima se encuentra de él. Determine la ue la altura total en .0075, si la presión ransporta 57 lps de s por fricción. A la osidad dinámica de oporcionar al fluido. e longitud y de 0.10 0486 kg s. /m2, si la ión de la bomba es icción. Densidad del de 100 mm, L = 120

audal de Q = 50 lps s 7 m. La sección este nivel es de L1 ne el diámetro de la

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26. _{Se quiere trasegar agua al depósito elevado a través de una tubería vertical (d= 25 mm, L= 3 m, h=} 0.5 m) debido a la presión M en el depósito inferior. Determine esta presión M, si el caudal es de 1.5 lps. El Kvalvula = 9.3, ε = 0.2 mm, ν = 1x10-6 m2/s.

27. _{Se suministra agua a una fabrica por una tubería de hierro fundido (ε=0.0046 cm) de 3.5 km de} longitud y de 300 mm de diámetro desde un deposito elevado. La cota del terreno en el sitio del depósito es de 130 m. La distancia del nivel del agua en el depósito es de 17 m. La cota del terreno en la fábrica es de 110 m. El agua a tener una presión de 25 mca en la fábrica. Calcular: a) ¿Qué altura deberá tener el nivel de agua en el depósito para asegurar en la fabrica un caudal de 100 lps en las mismas condiciones anteriores? (ν = 1 x 10-6 cm2/s).

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puntos situados a una distancia de 400 cm. El líquido manométrico tiene una densidad relativa de 1.4. No hay aire en las conexiones. Calcular la lectura del manómetro diferencial.

31. _{En una tubería horizontal de 0.25 m de diámetro tiene un factor de fricción de 0.035, existe una fuga.} Corriente arriba de la fuga, dos medidores de presión separados entre sí 300 m muestra una diferencia de presión de 238 KPa. Corriente debajo de la fuga dos medidores de presión separados entre sí 600 m muestra una diferencia de presión de 124 KPa. Cuánta agua por segundo se está perdiendo en el tubo. Haga el esquema.

32. _{Desde el sótano hasta el segundo piso de un edificio circula agua (viscosidad cinemática igual a} 1.21 x 10-5 p2/s) por una tubería de cobre de de ¾ plg (ε/D=8 x 10-5) a un caudal de 12 gpm y sale por un grifo de 0.5 plg de diámetro. Determine la presión en el punto 1, si a) se ignoran los efectos viscoso, b) las únicas perdidas incluidas son las perdidas por fricción y c) se incluyen todas las perdidas. Dibuje la línea Piezometrica y la línea del gradiente hidráulico de los tres casos. ( Kcodo=1.5, Kvalvula=10).

33. _{Una manguera de 75 mm de diámetro interior y 450 m de longitud, se alimenta con agua a 1.4 MPa.} Una tobera en el extremo de salida de la misma, se encuentra a 3 m arriba del nivel del extremo de entrada. si el chorro que sale de la tobera debe de alcanzar una altura de 35 m, calcúlese el diámetro máximo de la tobera suponiendo que el factor de fricción es 0.01 y que las perdidas por

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35. _{Un tubo horizontal de 300 mm y de 300 m de largo sale de un deposito con elevación de superficie} de 60 m, en la elevación 54 m, esta línea se conecta, con contracción súbita, con un tubo de 150 mm y de 300 m de longitud que va hacia la elevación 30 m, en donde entra en un deposito con elevación de superficie 39 m. Suponiendo un C = 100. ¿Calcule el régimen de flujo a través de la línea?

36. _{Determine el caudal Q de petróleo, si la presión absoluta en la sección de succión de la bomba es} de 42 KPa. Cuantifique las perdidas locales como el 10% de las perdidas por fricción. Densidad del petróleo es de 750 kg/m3 y su ν = 0.01x10-6 m2/s. El diámetro de la tubería es de 100 mm, L = 120 m, ε = 0.1 mm. Ho = 3.8 m, la presión en el depósito es de Patm = 101 KPa.

37. _{Dos depósitos, cuyos niveles difieren por 40 m, están conectados por medio de una tubería de 300} mm de diámetro y 3850 m de longitud. La tubería pasa sobre una loma cuya cima se encuentra 10 m arriba del nivel del depósito más alto, y a una distancia de 500 m de él. Determine la profundidad mínima bajo la cima a la que debe tender la tubería si se desea que la altura total en esta no sea menor que 5 m de agua , y calcule la descarga en m3/s ( l = 0.030, si la presión atmosférica es de 10.35 mca ). Haga el esquema.

38. _{Dos depósitos, cuyos niveles difieren por 30.5 m, están conectados por medio de una tubería de} 600 mm de diámetro y 3050 m de longitud. La tubería pasa sobre una loma cuya cima se encuentra 9.1 m arriba del nivel del depósito más alto, y a una distancia de 305 m de él. Determine la profundidad mínima bajo la cima a la que debe tender la tubería si se desea que la altura total en esta no sea menor que 3 m de agua , y calcule la descarga en m3/s ( l = 0.0075, si la presión atmosférica es de 10.35 mca ). Haga el esquema.

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42. _{Calcular la perdida de energía por fricción en un tramo de tubo liso de 153 m de longitud y de 0.10} m de diámetro, donde fluye aceite de peso especifico igual a 930 kgf/m3, μ = 0.00486 kg seg. /m2, si la velocidad es de 0.60 m/s. Haga el esquema.

43. _{Por una tubería vertical de 50 mm de diámetro desciende 1 lps de aceite cuya viscosidad cinemática} es de 20 x 10-6 m/s2 y su densidad relativa de 0.92. Se conecta un manómetro diferencial entre dos puntos situados a una distancia de 400 cm. El líquido manométrico tiene una densidad relativa de 1.4. No hay aire en las conexiones. Calcular la lectura del manómetro diferencial.

48. _{En tubería horizontal de 0.3 m de diámetro tiene un factor de fricción de 0.025, existe una fuga.} Corriente arriba de la fuga, dos medidores de presión separados entre sí 600 m muestra una diferencia de presión de 138 KPa. Corriente debajo de la fuga dos medidores de presión separados entre sí 600 m muestra una diferencia de presión de 124 KPa. Cuánta agua por segundo se está perdiendo en el tubo. Haga el esquema.

49. _{Determinar el diámetro adecuado para una tubería de 305 m de longitud que transporta 57 lps de} aceite, en la cual se debe vencer una carga de 13.6 m, debida a las perdidas por fricción. A la temperatura de trabajo, el peso especifico del aceite es de 900 Kg. /m3 y la viscosidad dinámica de 0.14646 kg seg. /m2. Calcular también la potencia hidráulica que la bomba debe proporcionar al fluido. Haga el esquema.

50. _{Calcular el régimen de flujo a través de esta tubería y boquilla. Calcular la presión en los puntos A,} B, C y D. Si ε = 0.0046 cm y viscosidad cinemática es de 1 x 10-6m2/s.

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51. _{La instalación hidroeléctrica,} maquinas un caudal de 8.9 cemento (ε = 1.5 mm) de 3 soldado (ε = 0.075 mm), nu maquinas, b) la potencia net de un 82%, c) el nivel de la s del flujo permanente, actúa c

52. _{El depósito descarga agua} instala dos piezómetros. El d de L = 4 m que distribuye lo cuando la válvula está total de Δh = 3 m. ε = 0.5 mm, ν piezómetros Δh con las mis totales.

53. _{A través de un tubo recto d} respecto a la horizontal, se régimen de 20 lps. La presió KPa. Calcúlese la presión en

con la geometría mostrada en la figura, abastece m3/s. La instalación consta de una galería con .0 m de diámetro, una cámara de oscilación y u evo, de 1.50 m de diámetro. Determinar: a) la c a en kw que produce el sistema, si las maquinas t uperficie del agua en la cámara de oscilación que, omo un simple tubo de presión. ν = 1.45E-6 m2/s

hacia la atmósfera a través de una tubería horiz iámetro del la tubería es de d = 50 mm, longitud d s piezómetros. 1) Determinar la carga H en el dep ente abierta, y se establece una diferencia de altur

1.0x10-6 m2/s. 2) Como varia el caudal y la difere a condiciones de carga pero Kvlalvua = 30. Constr e 100 mm de diámetro y 45 m de longitud, inclin bombea glicerina (densidad relativa 1.26, viscosida

n de medidor en el extremo más bajo (de entrada) el extremo de salida del tubo. Haga todos los esqu

gua a una casa de acabado interior de a tubería de acero rga neta sobre las ienen una eficiencia ara las condiciones

ntal, en la cual se e los tres tramos es sito y su caudal Q, a en los piezómetro ncia de altura en los uir la línea de carga do a 15 grado con d 0.9 Pa.s) bajo un del tubo, es de 590

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54. _{Determine la dirección del flujo en el tubo mostrado en la figura, así como el caudal que transporta,} donde γ = 800 kg/m3, μ = 0.14E-2 kg seg. /m2.

55. _{Desde el depósito A se conduce agua al depósito B a través de una tubería con una longitud total de} Lt= 10 m, diámetro d = 80 mm. Desde el depósito B, el agua se descarga a la atmósfera a través de una tobera de d1 = 80 mm. μ=0.82, Kcodo = 0.3, Kvalvula = 4 y λ = 0.03. Determinar la carga H en depósito A, necesaria mantener el nivel en depósito B de h = 1.5 mDos depósitos, cuyos niveles difieren por 30.5 m, están conectados por medio de una tubería de 600 mm de diámetro y 3050 m de longitud. La tubería pasa sobre una loma cuya cima se encuentra 9.1 m arriba del nivel del depósito más alto, y a una distancia de 305 m de él. Determine la profundidad mínima bajo la cima a la que debe tender la tubería si se desea que la altura total en esta no sea menor que 3 m de agua , y calcule la descarga en m3/s ( l = 0.0075, si la presión atmosférica es de 10.35 mca ). Haga el esquema.