cuestionario ingeniería hidráulica

7/23/2019 Cuestionario Ingeniera hidrulica

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INGENIERA HIDRULICA

CENEVAL


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Hidroesttica

Conceptos bsicos

Presin Absoluta (+ aire) Presin Relativa

Fuerza Masa Densidad de masa Densidad de peso Densidad relativa

Lquido transmite igual presin en todasdirecciones!


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Hidroesttica

Conceptos bsicos

Presin Absoluta (+ aire)Es la presin con relacin al 0 absoluto, es decir, al vaco.

Presin RelativaEs la presin con relacin a la presin atmosfrica.

Fuerza

Todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales. Masa

Es una medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo Densidad de masa

Es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa contenida en un determinadovolumen de una sustancia. Densidad de peso

Es la fuerza de la gravedad sobre el objeto y se puede definir como el producto de la masapor la aceleracin de la gravedad Densidad relativa

La densidad relativa es una comparacin de la densidad de una sustancia con la densidad deotra que se toma como referencia.


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Hidroesttica

Implica:

No movimiento (no fuerzas viscosas;no fuerzas de friccin)

No fuerzas cortantes Presin acta en direccin de

ngulos rectos en toda superficie encontacto con el agua

Relacin lineal de la presin del

agua con la altura

P=gh


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Hidroesttica

1. Qu momento de volteose resiste en la reaccin delpunto O y a qu distanciaacta la resultante si lalongitud de la barrera es de

3 m?

a) 171,174 N-m y 1.41 m delpunto O

b) 250,240 N-m y 1.41 m delpunto O

c) 171,174 N-m y 2.5 m delpunto O

d) 250,240 N-m y 2.5 m delpunto O


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Hidrosttica

2. *Extrado de la gua del ceneval, consultar www.ceneval.edu.mx;
http://www.ceneval.edu.mx/http://www.ceneval.edu.mx/


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Hidrosttica

3. La magnitud y direccinde la fuerza hidrostticaresultante asumiendoque la compuerta tiene

una longitud de 3.5 m delargo es:

a) 280,089 N y 16.9

b) 301,179 N y 27.8c) 291,590 N y 16.9

d) 375,520 N y 27.8


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Hidroesttica

En lquidos

estratificados setoma en cuenta su

densidad para dibujarel diagrama depresiones. Los clculos

siguen la mismametodologa vista dela ecuacin hidrosttica


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Presin

Piezmetros(son manmetros simples de rama

abierta cuya caracterstica principal

es que contienen solamente elliquido que pasa por el conducto)

Manmetros(es un instrumento que sirve paramedir la presin de fluidoscontenidos en recipientescerrados. )


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Presin

4. Cul es la presinrelativa, P, en el centrode la tubera si elmercurio tiene unadensidad de 13,600kg/m3 y el agua de 1,000kg/m3?

a) 58,271.4 N/m2

b) 55,328.9 N/m2c) 42,458.0 N/m2

d) 48,461.4 N/m2


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Presin

cmo calcular los diferenciales de presin con manmetros?


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CLASIFICACIN DE LOS FLUIDOS

5-Estos estn constituidospor tres estadosbsicos en conductos

cerrados; excepto por:

a) Laminar

b) Transicin

c) Turbulento

d) Sper critico


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Prueba de la tinta: comportamientovisual del rgimen del fluido.


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Rgimen laminar

se caracteriza por unmovimiento ordenadode las partculas de

fluido, existiendo unaslneas de corriente ytrayectorias biendefinidas.


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Rgimen de transicin

Las transiciones entre lospatrones de flujo noocurren de manera muyclara y ocurren en un

rango determinado por lageometra, propiedadesy parmetros del sistema.

Frecuentemente en

estos flujos, la cada depresin y la transferenciade calor cambian.


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Rgimen turbulento

Las partculas presentan unmovimiento catico sin queexistan unas lneas decorriente ni trayectoriasdefinidas.

6. Cul de los siguientes noes un parmetro quemodifica la turbulenciasignificativamente?

a) La resistencia a la friccinb) La transmisin de calorc) Sedimentacin de

partculasd) La capacidad de mezcla


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Nmero de Reynolds

Para estudiar la resistencia al flujo, resultanecesario comprender el rgimen en que seencuentra, para ello se utiliza el nmero de

Reynolds, el cual se expresa de la siguienteforma:


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Nmero de Reynolds

Para valores de Re 2000 elflujo se mantieneestacionario y se comportacomo si estuviera formadopor lminas delgadas, flujolaminar

Para valores de 2000 Re 4000 para rgimen de flujoen transicin.

Para valores de Re > 4000para rgimen turbulento,es decir caracterizado porun movimiento

desordenado


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Determinar el rgimen del fluido

Una partcula que viajadentro de una tuberade 2, tarda entrasladarse 200

metros,2 minutos; estodebido a que el medioen el que se muevepresenta las siguientes

caractersticas: = 900kgm/ m

3; = 0.14646 kgfseg/m2

7. Qu tipo de flujo es?

a) Re= 53.14; laminar.

b) Re= 70.86; laminar.c) Re= 56.89; transicin.

d) Re= 4020; laminar.


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Ecuacin de continuidad


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Ecuacin de continuidad

8. Si la velocidad media en B es de0.60 m/s (Db= 0.30 m), y en C esde 2.7 m/s (Dc= 0.10 m),calcular las velocidades mediasen A (Da= 0.15 m) y D (Dd= 0.05

m); el gasto total, as como elde cada ramal de la tubera:

a) Va= 7.4 m/s; Vd= 10.8 m/s; Qt=0.052m3/s.

b) Va= 3.4 m/s; Vd= 10.6 m/s; Qt=

0.042m3/s.c) Va= 2.4 m/s; Vd= 18.8 m/s; Qt=

0.052m3/s.

d) Va= 2.4 m/s; Vd= 10.6 m/s; Qt=0.042m3/s.


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Ecuacin de Bernoulli

Los siguientes son caractersticas que deben ser cumplidaspara el uso de la ecuacin de Bernulli, excepto por:

a) Flujo estacionario (es decir, invariable en el tiempo).

b) Flujo incompresible (densidad constante) y fluido noviscoso.

c) Fuerzas presentes en el movimiento: fuerzassuperficiales de presin y fuerzas msicas gravitatorias (peso del fluido)

d) Existencia de intercambio de trabajo o calor con elexterior del flujo.


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Ecuacin de Bernoulli

9. El ancho de un canalrectangular abierto sereduce de 1.80 m a 1.50 m yla plantilla se eleva 0.30 m

de la primera a la segundaseccin, si el gasto de aguaen el canal es de 3m3/s y sedesprecian las perdidas de

energa. Determine eltirante Y1 m y la cada en elnivel de la superficie librehasta la segunda seccin h:

a) Y1= 2.33m, h= 0.45 m

b) Y1= 1.33m, h= 0.21 m

c) Y1= 2.66m, h= 0.41 m

d) Y1= 1.03m, h= 0.25 m


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Ecuacin de energa.


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Ecuacin de energa.

Con lo anterior, se puede apreciar que la magnitud dela ecuacin es escalar y toma en cuenta los cambiosinternos de energa, como es la presencia de

perdidas por conduccin, las cuales se clasifican en:

Localizadas (constante de perdida: codo, tee,bifurcacin, vlvula mariposa, compuerta, etc.)

Friccin (coef. Moody, Rugosidad del material, etc.)


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Ecuacin de energa.

10. Dos tanques de agua estn conectados por una tubera de 1220 m de longitud y0.25 m de dimetro. El nivel del recipiente superior esta a 37 m por encima delnivel del tanque inferior y el punto 3. el gasto que transporta es de 0.128 m3/segy existe un hr en el punto 3 de 18.5 metros. Determinar la presin y velocidaddel punto 3:

a) P3= 1.815 Kg/cm2

; V3= 2.607 m/s.b) P3= 1.915 Kg/cm

2; V3= 1.607 m/s.

c) P3= 1.815 Kg/cm2; V3= 2.907 m/s.

d) P3= 3.815 Kg/cm2; V3= 1.607 m/s.


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Vertedores.

Si tengo un vertedorrectangular, trapezoidal yuno triangular, cual es maseficiente para un flujo de

5m3/s? ,

y cual fue su razonamiento?La velocidad no es la misma,

el flujo si lo es. Talud de 1=45


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Secciones de mxima eficiencia:

Lo anterior solo demostr cual vertedor cumplecon las restricciones de friccin y esfuerzoscortantes producidos por las paredes del

vertedor, sin embargo su eficiencia puede serdada bajo los siguientes criterios (RCDF):

TIPO DE SECCION SECCION DE MAXIMA EFICIENCIA

Rectangular =90, b= 2y

Trapezoial. b= 2y(1-cos/ sen)

Triangular = 45


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Turbinas

Utilizadas para generar

electricidad:

AguaTurbinas Generador

Entonces, requerimientogeneral: Suministro de agua

con cierta carga suficientepara hacer funcionar lasturbinas (presin, velocidad oambos)


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Bombas

Mquinas que con energamecnica logran levantarcierta cantidad de agua auna altura en particular

Turbinas y bombascomunes = mquinasrotodinmicas:

a) Elemento rotacionalb) Flujo continuo del agua atravs de la mquina

c) Flujo de salida de lamquina continuo


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Bombas

La relacin ms importante paralas bombas es la cabeza(componente piezomtrico ydinmico), H, generada y la

descarga de agua, Q. Otraconsideracin importante es la

eficiencia, ($).

Imprescindibles en el diseo deun sistema que incluyabombas!


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Bombas

11. Asumiendo que los costosiniciales de las bombas sonlos mismos, qu bombadebe seleccionarse si serequiere levantar agua a una

altura de 13 m con unadescarga aceptable entre los0.4 m3/s y los 0.6 m3/s?.Tome en cuenta que labomba operar muchashoras al da.

a) Ab) Bc) Cd) D


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Bombas

En serie o en paralelo?

1. Dos bombas en serie (P+P); cada una su motor peromisma tubera de succin y entrega (mismaagua pasa por ambas). La descarga es la misma queuna bomba pero su cabeza es el doble

2. Dos bombas en paralelo (P//P); cada una su tubera

de succin pero tubera de entrega comn. Lacabeza es la misma que una bomba pero su descargaes el doble


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Problemas relacionados con bombas,tuberas y vlvulas

1. Cavitacin: la presin baja lo suficiente para liberar burbujas deaire disueltas en el agua y sta se vaporiza localmente. Qu pasacuando la presin vuelve a subir? = IMPLOSIN = altasvelocidades = variaciones peligrosas en la temperatura yla presin = fenmeno destructivo

2. Golpe de ariete: cerrar instantneamente una vlvulao parar inmediatamente una bomba. El lquido (por su

momentum) sigue en movimiento y ocasiona que encurvas se despegue de la pared de la tubera. Diferenciade presiones + el regreso del agua con parada repentina= BANG


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Problemas relacionados con bombas,tuberas y vlvulas

CAVITACIN GOLPE DE ARIETE


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Obras hidrulicas: presas

12. El estudio y los trabajos que se requierenpuede ser dividido en etapas, Cul de lossiguientes no corresponde a una etapa paraelaboracin de presas?

a) Planeacin

b) Construccin

c) Anteproyecto

d) Operacin


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Obras hidrulicas: presas

13. Cmo se determina la vida til de una presa?a) Periodo de retorno.b) Capacidad de azolves.c) Durabilidad de los materiales.

d) Costos de operacin.

14. Cul es la utilidad del bordo libre de una presa?a) Mayor retencin de liquido.b) Aumentar el nivel de Naminoc) Evitar la cada de agua por oleaje.d) Es proteccin de la rejilla que conduce el agua a la

obra de toma.


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Clasificacin de presas

15. Cmo se clasifican laspresas?

a) Tamao y forma

b) Capacidad de almacenajec) Caractersticas y origen

del sitiod) Caractersticas, material y

funcin

Materiales sueltos Materiales cementados Almacenamiento

(irrigacin, hidroelctrica,abastecimiento).

Derivacin (derivar paraalimentar obras de toma).

Regulacin(almacenamientotemporal).

Vertedoras (construidas anivel NAME). No vertedoras (no cuentan

con desfogue en la cortinaprincipal).


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Restricciones legales de las obras

16. Al realizar un proyecto de gran magnitud,tal es el caso de una presa, Cul de lasiguientes no es una restriccin legal para su

construccin?

a) Uso del suelo

b) Precio de la construccinc) Impacto ambiental y Construccin sostenible

d) Respeto a la demanda histrica y Riesgo


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Presas

Se utilizan para uso domstico e industrial,irrigacin, generar energa elctrica o

prevenir inundaciones

Formas bsicos de presas:

a) gravedad

b) arco

c) hbridas


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Presas

17. Qu tipo de presa se debe seleccionar para unvalle muy pronunciado, con roca firme y endonde la longitud de la cresta esaproximadamente 18 veces la altura?

a) Gravedad de tierra

b) Gravedad de concreto

c) Arco

d) Hbrida


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Presas

Identificar: 1. NAME, 2. NAMO, 3. NAMINO, 4. NAMIN, 5.corona, 6. compuerta, 7. obra de excedencias, 8. obrade toma, 9. libre bordo, 10. volumen til, 11.volumen muerto, 12. volumen de azolves, 13.capacidad de superalmacenamiento,

1

2

34


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Presas

Planos topogrficos y registros hidrolgicospara calcular el volumen til de una presa.

Sntesis en curvas de rea elevacin y volumenelevacin

Elevac

in,

m

Volumen, 106

m3

rea, Ha


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Presas

18. En la curva masa mostrada, qu variacinrepresenta la capacidad til del vaso? (mtodopreliminar)

a) A

b) B

c) Cd) D


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Presas

Si la demanda es variable,se utiliza el algoritmo de picosubsecuente:

1. Calcular Entradas

2. Calcular Demandas

3. Calcular Diferencia

4. Calcular Diferencia acumulada5. La mxima diferenciaacumulada en todo el registroes el volumen til


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Estructuras de disipacin

Entender los conceptos de:

1. Nmero de Froude (fzas deinercia/fzas gravitacionales =adimensional)

2. Energa especfica (calculadasobre la base del canal; tirantecrtico)

3. Salto hidrulico (ondaestacionaria, incremento deltirante en flujo variable rpido)

4. Tirantes conjugados (pasar deun rgimen de flujo a otro)


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Estructuras de disipacin


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SOTELO, GILBERTO. HIDRAULICA GENERAL;VOLUMEN I.LIMUSA. MEXICO: 2006

*HAMIL, LES. UNDERSTANDIG HYDRAULICS. PALGRAVEMACMILLAN. 2 EDICIN. USA: 2001

*RCDF

Libro de texto recomendado

L d d d l lib d


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Lecturas recomendadas del libro detexto

Tema Pginas del libro recomendadoHidrosttica 39---63

Presin +

Flujos 87---99

Ecuacin de continuidad 114---116

Ecuacin de Bernoulli y energa 131---136Vertedores 241---269

Turbinas +

Bombas 337---340

Cavitacin y golpe de ariete +

Presas y estructuras de disipacin* y +

}Orificios (opcional) 203---230

(+) referirse al segundo libro de apoyo

(*) Referirse al RCDF

P d l i i


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Preguntas del siguiente tema:Abastecimiento de agua

1. Cul es la diferencia entre el coeficiente de variacinhoraria y el coeficiente de variacin diaria?

2. Cul es la diferencia entre redes cerradas y redesabiertas?

3. Bajo qu principios operan las tuberas de alcantarillado

4. Cul es el colchn mnimo para una tubera de 24 de

concreto?

5. Qu tipo de junta en fro se debe utilizar para conectar latubera de abastecimiento con la vivienda?

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