hidraulica ejercicios

Pregunta 01.-En una hoya con una extension de : 2700 HasSe encuentra un acuifero libre que tiene las siguientes dimensiones.* Largo promedio = 5.77 km* Ancho promedio = 3.27 km* Espesor Promedio = 16.00 mDe la investigación realizada se determina que su constante de percolación es:

0.16 16.0% S = 0.043 4.3%

Los datos Pluviográficos de la región indican precipitaciones de:320 mm - año325 mm - año Y un Almacenamiento Efectivo del :335 mm - año 55 por 100

326.67 55%

Se Pregunta:a.-) Volumen total de agua que puede almacenarse en el acuifero y volumen de pérdidas.b.-) Volúmenes de agua que recibirá en los meses de lluvia el acuifero y volumen que no recibe.c.-) Caudal de bombeo permisible sin peligro de agotarlo Bombea 19 horas diariastodo el año.d.-) Nivel de las aguas subterraneas despues de: 11 meses de sequía,extrayendo el gasto anterior.e.-) Interpretación de Resultados.Solucion.-a.-) Despejamos la ecuacion del coeficiente de percolación.

Las perdidas por evaporación son = 45% DUDA ES 45 O 55%

48301824 21735820.8

b.-) Se evapora el 45% y lo que queda es : 55%que es lo que se utiliza.

4851049.5

3969040.5

c.-)

Q = 0.194

α =

mm - año, Precipitacion Media de almacenamiento efectivo.

Volumen de agua que recibira en los meses de lluvia tomando en cuenta el 55% de almacenamiento efectivo

Volumen de agua que recibira en los meses de lluvia tomando en cuenta el 45% de almacenamiento efectivo

Q = 194

d.-) Calculemos primero cuanto volumen vamos a extraer en: 11 meses

4378968

1M3(SATURADO) 0.043X(SATURADO) 4378968

X = ### (SATURADO)

Area del acuifero = Largo x AnchoArea del acuifero = 18867900

Luego el espesor afectado es:### = 5.39733967

18867900

Otra forma: 16.00 301886400x ###

e= 5.39733967

DUDA ES 45 O 55%

02 Practica Calificada de Abastecimiento

Pregunta 02.- Tramo Area Actual Area FuturaPoblacion actual (pa) = 1733 hab. A-B 2.80 0.00Poblacion futura (Pf) = 1056 hab. B-C 1.80 1.20Dotacion (d) = 88 lt/s C-D 2.90 0.00Tuberia PVC D-E 3.50 1.35Densidad: E-F 1.95 2.01

Para el cálculo de la población por: A-F 1.60 1.75

Tramo - Area actual : 79 Hab/Ha B-G 1.25 0.00

Tramo - Area futura : 68 Hab/Ha C-H 1.35 2.55

Determinar las presiones por el metodo de Hardy Cross D-I 1.20 2.65

E-J 1.25 0.00

F-K 1.27 2.15

A-D 1.07 1.87

Solucion.- Sumatoria 21.94 15.531.- Consumo medio .- POBLACION ACTUAL 1733

POBLACION FUTURA 1056= 1.076

2.- Consumo maximo horario.-

= 1.613

3.- Consumo Unitario .-

= 0.001528

Calculo de Gasto por Tramo

Area actual Area Futura Cantidad de habitantesActual Futura

A-B 2.80 0.00 221 0 221 0.338B-C 1.80 1.20 142 82 224 0.342C-D 2.90 0.00 229 0 229 0.350D-E 3.50 1.35 277 92 369 0.564E-F 1.95 2.01 154 137 291 0.445A-F 1.60 1.75 126 119 245 0.374B-G 1.25 0.00 99 0 99 0.151C-H 1.35 2.55 107 173 280 0.428D-I 1.20 2.65 95 180 275 0.420E-J 1.25 0.00 99 0 99 0.151F-K 1.27 2.15 100 146 246 0.376A-D 1.07 1.87 85 127 212 0.324

Total 1734 1056 2790 4.263

L/s/hab

Ramal o tramo

Nro Total de Habitantes

Q mh Tramo (l/s)


ReservorioG 0.489 0.750 K

110 4.263B 1.610 A 1.610 F

107 112

1.121 77 77 1.043 77 0.860

107 112 J 0.596C 0.351 D 0.264 E

H 0.770 CIRCUITO I CIRCUITO II1.658

IComprobamos la Suma = 1.658

Diferencia= 0.000

3.12 1.04 4.37 1.63880.75 1.0925 3522.5

3497.5 250.227

R5

Estimar de acuerdo a la dirección


Circuito Tramo Long. (m)D

no se copia (Pulg) L/s x 1000 L/s

I

A-B 107 1.5 -1.610 6.1979 -6.198 3.850 0.453 -1.157B-C 77 1 -1.121 22.8116 -22.812 20.349 0.453 -0.668C-D 107 1 -0.351 2.6620 -2.662 7.584 0.453 0.102A-D * 77 1.5 1.043 2.7761 2.776 2.662 0.811 1.854

∑ -28.895 34.4450.453 0.089

II

A-D * 77 1.5 -1.043 2.7761 -2.776 2.662 -0.811 -1.854D-E 112 1 0.264 1.5716 1.572 5.953 -0.357 -0.093E-F 77 1 0.860 13.9704 13.970 16.245 -0.357 0.503A-F 112 1.5 1.610 6.1979 6.198 3.850 -0.357 1.253

∑ 18.964 28.709

-0.3570532644 -0.0215

Resumen del Calculo hidraulico de la red de distribucion

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11TRAMO GASTO LONG D V PERDIDA DE CARGA COTA PIEZOMETRICA COTA DE TERRENO

TRAMO DISEÑO UNIT TRAMO INICIAL FINAL INICIALRES-A 4.263 110 2.0 2.103 92.619 10.188 3522.500 3512.312 3522.5

A-B 1.069 107 1.5 0.937 29.038 3.107 3512.312 3509.205 3497.5B-C 0.580 77 1.0 1.144 67.338 5.185 3509.205 3504.020 3492.5C-D 0.190 107 1.0 0.376 8.581 0.918 3505.545 3504.627 3487.5A-D 1.944 77 1.5 1.706 87.883 6.767 3512.312 3505.545 3497.5D-E 0.096 112 1.0 0.190 2.426 0.272 3505.545 3505.273 3482.5E-F 0.500 77 1.0 0.986 51.196 3.942 3507.967 3504.025 3472.5A-F 1.250 112 1.5 1.096 38.797 4.345 3512.312 3507.967 3497.5

no se copia


no se copia no se copia x 1000 L/s x 1000 L/s

3.361 -3.361 2.906 0.089 -1.068 2.8981 -2.898 2.715 -0.005 -1.072 2.92288.743 -8.743 13.098 0.089 -0.579 6.7094 -6.709 11.597 -0.005 -0.583 6.81520.273 0.273 2.663 0.089 0.191 0.8675 0.868 4.531 -0.005 0.187 0.82688.043 8.043 4.339 0.111 1.964 8.9527 8.953 4.558 -0.024 1.940 8.7480

∑ -3.789 23.006 ∑ 0.213 23.401 ∑-0.005 0.004

8.043 -8.043 4.339 -0.111 -1.964 8.9527 -8.953 4.558 0.024 -1.940 8.74800.228 -0.228 2.454 -0.022 -0.115 0.3356 -0.336 2.929 0.019 -0.095 0.23775.178 5.178 10.296 -0.022 0.481 4.7757 4.776 9.920 0.019 0.501 5.13953.898 3.898 3.111 -0.022 1.231 3.7745 3.774 3.065 0.019 1.251 3.8857

∑ 0.805 20.200 ∑ -0.738 20.472 ∑

0.019 -0.001

12 13 14COTA DE TERRENO PRESION

FINAL INICIAL FINAL3497.5 0.00 14.813492.5 14.81 16.703487.5 16.70 16.523482.5 18.04 22.133482.5 14.81 23.043472.5 23.04 32.773467.5 35.47 36.523467.5 14.81 40.47

no se copia


no se copia no se copia x 1000 L/s x 1000 L/s x 1000-2.923 2.725 0.004 -1.069 2.9038 -2.904 2.717 0.000 -1.069 2.9048 -2.905-6.815 11.681 0.004 -0.580 6.7338 -6.734 11.617 0.000 -0.580 6.7381 -6.7380.827 4.432 0.004 0.190 0.8581 0.858 4.508 0.000 0.190 0.8564 0.8568.748 4.510 0.005 1.944 8.7883 8.788 4.520 -0.001 1.943 8.7796 8.780-0.163 23.348 ∑ 0.009 23.362 ∑ -0.007

0.000 0.000-8.748 4.510 -0.005 -1.944 8.7883 -8.788 4.520 0.001 -1.943 8.7796 -8.780-0.238 2.499 -0.001 -0.096 0.2426 -0.243 2.523 0.001 -0.095 0.2387 -0.2395.139 10.261 -0.001 0.500 5.1196 5.120 10.242 0.001 0.501 5.1355 5.1353.886 3.106 -0.001 1.250 3.8797 3.880 3.104 0.001 1.251 3.8845 3.8850.040 20.376 ∑ -0.032 20.389 ∑ 0.002

0.001 0.000


2.718 0.00011.620 0.0004.504 0.0004.518 0.000

23.359

4.518 0.0002.504 0.000

10.257 0.0003.106 0.000

20.385

EJERCICIOS DE HIDRAULICA

Alumno: Antonio Flores Copacati Codigo: 09202014 UJCM-Ing. Civil

PROBLEMA 01

B = 6 mY = 1.6 mӨ = 45 °Z = 1

Area Hidraulica (A) Perimetro Mojado (P) Radio Hidraulico (R )

A= 12.160 m2 P= 10.52548 m R= 1.155 m

Espejo de Agua (T) Profundidad Media (D)

T= 9.2 m D= 1.321739 m

PROBLEMA 02

B = 4 mY = 2 m

°


A= 8.000 m2 P= 8 m R= 1.000 m


Calcular el Perimetro mojado (P), Radio Hidraulico (R), Profundidad media (D), Base superior (T), De un canal trapezoidal, que tiene una plantilla de base inferior de 6m y un talud de 45°. Calcule el borde libre sabiendo que el flujo es uniforme y permanente teniendo un tirante de 1.6m

Calcular Area Hidraulica ,Perimetro Mojado, Radio hidraulico, y espejo de agua, del canal rectangular cuya base es 4m y tirante 2m

𝐀=(𝐛+𝐳𝐲)𝐲 𝑷=𝒃+𝟐𝒚√(𝟏+𝒛^𝟐 ) 𝐑= (𝐛+𝐳𝐲)𝐲/(𝐛+𝟐𝐲√(𝟏+𝒛^𝟐 ))

T =𝐛+𝟐𝐳𝐲 𝐀/𝐓

R=𝑨/𝑷

𝐀/𝐓

𝐀=𝐛𝐲 𝑷=𝒃+𝟐𝒚

T =𝐛



T= 4 m D= 2 m

PROBLEMA 03

Y = 0.6 mӨ = 45 °Z = 1


A= 0.360 m2 P= 1.697056 m R= 0.212 m


T= 1.2 m D= 0.3 m

PROBLEMA 04

Ө = 180 °D = 0.9 m

°


A= 0.318 m2 P= 1.413717 m R= ### m


Calcular Area Hidraulica, Perimetro mojado, Rradio hidraulico, y espejo de agua, de una cuneta triangular cuyo ang = 45° y y = 0.6m

Calcular Area Hidraulica, Perimetro mojado, Radio hidraulico, espejo de agua (T), del canal circular cuyo Ө = 180° y diametro del tubo es = 0.90m

𝐀/𝐓T =𝐛

R=𝑨/𝑷

R=𝑨/𝑷

𝐀/𝐓

𝐀=𝐳𝒚^𝟐 𝑷=𝟐𝒚√(𝟏+𝒛^𝟐 )

T =𝟐𝐳𝐲 𝐀/𝐓

𝐀=((Ө−𝒔𝒆𝒏 )Ө 𝑫^𝟐)/𝟖 𝑷=Ө𝑫/𝟐 𝐑=(𝟏−𝐬𝐞𝐧Ө/Ө)𝑫/𝟒

T =(𝒔𝒆𝒏 Ө/𝟐)𝑫



T= 0.9 m D= 0.353429 m

𝐀/𝐓T =(𝒔𝒆𝒏 Ө/𝟐)𝑫



PROBLEMA 5

Area Hidraulica datos Y= 1.2 mT= 0.8 m

A= 0.64 m2

Perimetro Mojado (P)

P= 5.6 m Espejo de Agua

Radio Hidraulicio (R) T= 3*A/(2*y)R= (2*Y*T^2)/(3T+8Y^2)R= 0.1103 m T= 0.8 m

Espejo de agua

PROBLEMA 04

Ө = 220 °D = 1.1 m

°


A= 0.678 m2 P= 2.112 m R= 0.321 m


Calcular el area hidraulica, perimetro mojado, radio hidraulico y espejo de agua, de un canal de seccion parabolica cuyo tirante es=1.2m y espejo de agua 0.8m

Calcular Arae Hidraulica, Perimetro mojado, Radio hidraulico, espejo de agua, del canal circular cuyo Ө = 220° y diametro del tubo es = 1.10m

A=𝟐/𝟑*T*Y

R=𝑨/𝑷

𝐀/𝐓

𝐀=((Ө−𝒔𝒆𝒏 )Ө 𝑫^𝟐)/𝟖 𝑷=Ө𝑫/𝟐 𝐑=(𝟏−𝐬𝐞𝐧Ө/Ө)𝑫/𝟒


P= (𝑻+(𝟖∗𝒀^𝟐))/(𝟑∗𝑻)R=𝑨/𝑷



T= 1.0337 m D= 0.656 m

PROBLEMA 07

| B = 10 mY = 1.5 m


A= 15.000 m2 P= 13 m R= 1.154 m


T= 10 m D= 1.5 m

PROBLEMA 08

Y = 3 mӨ = 30 °Z = 1.73


A= 15.588 m2 P= 12 m R= 1.299 m


Calcular Area hidraulica, Perimetro mojado ,Radio hidraulico, profundidad media, del canal rectangular cuya base es 10m y tirante 1.5m

Calcular A,P,D,T, de un canal de forma triangular, el angulo que forma con respecto a la horizontal es 60°. Conduce agua con un tirante de y = 3m

R=𝑨/𝑷

𝐀/𝐓


T =𝐛

R=𝑨/𝑷𝐀=𝐳𝒚^𝟐 𝑷=𝟐𝒚√(𝟏+𝒛^𝟐 )


𝐀/𝐓T =(𝒔𝒆𝒏 Ө/𝟐)𝑫



T= 10.392 m D= 1.5 m




PROBLEMA 09Calcular A,P,R,T, del canal circular cuyo Ө = 120° y diametro del tubo es = 8m

Ө = 120 °D = 8 m


A= 9.827 m2 P= 8.3776 m R= 1.173 m

Espejo de Agua (T)

T= 6.9282 m

PROBLEMA 10Calcular A,P,R,D, del canal rectangular cuya base es 17 pulg y tirante 8 pulg

| B = 17 pulgY = 8 pulg


A= 136.000 pulg2 P= 33 pulg R= 4.121 pulg


R=𝑨/𝑷𝐀=((Ө−𝒔𝒆𝒏 )Ө 𝑫^𝟐)/𝟖 𝑷=Ө𝑫/𝟐 𝐑=(𝟏−𝐬𝐞𝐧Ө/Ө)𝑫/𝟒


R=𝑨/𝑷

𝐀/𝐓


T =𝐛



T= 17 pulg D= 8 pulg

Q= 200 l/s 0.2 m3/sv= 1 m/sn= 0.017Ө= 90 °

m3/s

A= 0.2 m2

Maxima Eficiencia Hidraulica 2

b= 2y

0.2 = b*y

entonces 0.2 = (2y)y

0.2 = 2y^2b= 2y y^2= 0.2/2b= 0.63246 m

y= 0.3162 m

y= 0.3162 m

b= 0.63246 m


A= 0.200 m2 P= 1.265 m R= 0.158 m


T= 0.63246 m D= 0.316 m

s= 0.00338 s= 3.3802

Problema 11 Por el metodo de M.E.H. calcular el diseño del siguiente canal.

°/°°

𝐀/𝐓T =𝐛

Q=VxA

Q=

A=by

=𝒃/𝒚

R=𝑨/𝑷𝐀/𝐓


T =𝐛



PROBLEMA 12

Q= 2 l/s 0.16 m3/sHa= 80v= 0.75 m/sn= 0.025Ө= 45 °z= 1

m3/s A= 0.21333 m2

Maxima Eficiencia Hidraulica

b= 0.8284 y

y = 0.3416 m b= 0.2829729 m

y= 0.3416 m

b= 0.2830 m


A= 0.213 m2 P= 1.249 m R= 0.171 m


T= 0.9661 m D= 0.220812 m

s= 0.00371 s= 3.71012461

Calcular la M.E.H. en el canal trapezoidal siguiente para un fondo de 80 Ha con un modulo de riego de 2 l/s /Ha

°/°°

Q=VxA

Q=

𝒃/𝒚 = 2tang(Ө /2)

b= y*2tang(Ө /2)

𝐀=(𝐛+𝐳𝐲)𝐲

𝐀=(𝐛+𝐳𝐲)𝐲 𝑷=𝒃+𝟐𝒚√(𝟏+𝒛^𝟐 ) 𝐑= (𝐛+𝐳𝐲)𝐲/(𝐛+𝟐𝐲√(𝟏+𝒛^𝟐 ))

T =𝐛+𝟐𝐳𝐲 𝐀/𝐓

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