Cap 2 saldarriaga ejercicios

Para l os si gui ent es pr obl em ma as,l os di ám me et r os nom mi i nal es come mer ci al es de l as t uber í assepueden suponercomo mol osdi ám me et r osr eal es* .Labasededi ám me et r os es :75,100,150,200,300,350,400,450,500,600y720mm.A nose rque seespeci fiqueun flui dodi f er ent e,sedebet r abaj arcon aguaa15° C,con l as s i g ui e nt e scar a ct e r í s t i c as :

 ρ = 999.1 kg / m

3

−3

 μ=1.14 × 10  Pa . s −6

2

v =1.141 × 10 m / s 2. 1. -Cal cul eelcaudaldeaguaquefluyeat r avé sdeunat uberí adePVC ( k= 0. 0015 mm)des deun t anquedeal mace nami mi ent ohas t aunt anquefloc ul ador . Lat uberí at i eneunal ongi t udde430m yundi áme met r ode200mm.Ladi f er enci a deel evaci ón ent r el ost anquesesde37. 2m.La t uber í at i eneaccesor i osque pr oducenuncoefici ent egl obaldepér di dasme menor esde7. 9.

2. 2. Resuel vaelPr obl ema ma2. 1sil al ongi t uddel at uber í adi smi mi nuyea212m y elmat er i alsecamb mbi aahi er r ogal vani zado ( k = 0. 15 mm) .Eldi ám me et r osi gue si e ndo200mm mm. 2. 3. -Resuel vaelPr obl em ma a2. 1sil al ongi t uddel at uber í aaument a a650m y elmat er i alsecamb mbi aahi er r ogal vani zado ( k = 0. 15 mm) .Eldi ám me et r osi gue si e ndo200mm mm. 2. 4. -Resuel vaelPr obl em ma a2. 1sil al ongi t uddel at uber í aaument a a650m y elmat er i alsecamb mbi a a concr et o( k = 0. 3 mm) .Eldi áme me t r o si gue si endo 200mm mm. Comp mpar el os r es ul t ados obt eni dos con l os r es ul t ados de l os t r es pr obl ema masant er i or es.

2. 5. Una t uber í a de ace r o de 15cm de di áme t r oyr ugos i dad absol ut a de 0. 3mm co nec t a un t anqueel ev ado c on una pi sc i na.Elt anquepr oduceuna al t ur ade12m porenci madel api sc i na,endondeelfluj osal ecomounchor r o l i br e ,e sde c i r ,pr e s i ó na t mo sf é r i c a.Lal o ng i t udt o t aldel at ube r í ae sde126m  yt i e neuncoefici ent egl obaldepér di dasmenor esde9. 6.Cal cul eelcaudalde aguaquefluyeporl at uber í a.

2. 6. -Resuel va elpr obl ema 2. 5 sielflui do esquer oseno con l as si gui ent es c ar ac t e r í s t i c asf í s i c as : 3

 ρ= 804 kg / m

−3

 μ=1.92 × 10  Pa. s −6

2

v =2.388 × 10 m / s

2. 7. -Resuel vaelpr obl ema2. 5 sielflui doesaguaa80° C con l assi gui ent es c ar ac t e r í s t i c asf í s i c as :

 ρ= 971.8 kg / m

3

−4

 μ=3.54 × 10  Pa. s −6

2

v =0.364 × 10 m / s

2. 8. -At r av ésdeunat uber í adePVC ( k=0. 0015mm)de250mm dedi áme t r o fluyeun caudalde 237 l /s.Cal cul e elf act orde f r i cci ón f  ut i l i z a ndo e l mé t odo de i t er ac i ón de un punt o. Hag a una gr áfic a del pr oc eso de c onv e r g e nc i a. 2. 9. -Res uel va elprobl ema 2. 8 sil at uberí a es de hi er r of undi do con una r ugos i dad absol ut a de 0. 26 mm. Compar e l os r esul t ados de l os dos pr obl emas.¿Quéconcl usi ónpuedepl ant ear ? 2. 10. -A t r av ésdeunat uber í adeace r o( k=0. 046mm)de20cm dedi áme t r o fluyeun caudalde 173 l /s.Cal cul e elf act orde f r i cci ón f  ut i l i z a ndo e l mét ododeNewt onRaphson.Hagaungr áficadelpr oces odeconver ge nci a. 2. 11. -Resuel va elpr obl ema 2. 10 sielflui do esgasol i na con l as si gui ent es c ar ac t e r í s t i c asf í s i c as :

 ρ=680 kg / m

3

−4

 μ=2.92 × 10  Pa . s −7

2

v =4.29 × 10 m / s Compar el os r esul t ados de l os dos pr obl emas. ¿Qué co ncl usi ón puede pl ant e ar ?

2. 12. -Resuel vaelpr obl ema2. 10sielflui doesaguaa80° C conl assi gui ent es c ar ac t e r í s t i c asf í s i c as :

 ρ= 971.8 kg / m

3

−4

 μ=3.54 × 10  Pa. s −6

2

v =0.364 × 10 m / s

Compar el os r esul t ados de l os dos pr obl emas. ¿Qué co ncl usi ón puede pl ant e ar ?

2. 13. -Elsi st emadet omadeunacueduct omuni ci pali ncl uyeunaes t aci ónde  bombeoqueenví aelaguahaci aun t anquedesar enadorl ocal i z adoe nl aci ma deunacol i na.Elcaudaldemandadoporl apobl aci ón esde460l /s,elcuales  bombeado a t r av ésdeuna t uber í a deacer o de350mm ( k = 0. 046 mm) .La t uber í at i eneunal ongi t ud t ot alde370m yun coefici ent egl obaldeper di das

menorde7. 4.Cal cul el apot enci ar equer i dan l abombasisu efici enci aesde 75%

2. 14. - Resuel va elPr obl ema 2. 13 sil al ongi t ud de l at uberí a aument a a 1270m.Compar el osr es ul t adosdel osdospr obl emas.¿Quéconcl usi ónpuede pl ant e ar ? 2. 15. -Re s ue l v ae lPr o bl e ma2. 13 s il adi f e r e nc i adeal t ur ae nt r ee lt anq uede t oma y eldes ar enadorcambi a a 48m . Compar el os r esul t ados de l os dos pr obl emas.¿Quéconcl usi ónpuedepl ant ear ?

2. 16. Unat uber í adePVC ks=0. 0015mm de100mmyc onunal ongi t udde26. 3 m se ut i l i z a par a co nec t ar el t anque es t abi l i z ador de una pl ant a de t r at ami ent o de agua r es i dual es con elr edact oranaer óbi co t i po UASB siel caudaldeaguaquedebet r at ars eesde45l /s¿Cuálesl adi f er enci adeni ve l quedebeexi st i rent r el as super fici esl i br esde l os t aques?Elcoefici ent ede ni v e lq uede bee xi s t i re nt r el ass upe r fi ci e sl i br e sdel o st anq ue selc oe fic i e nt e gl obaldeper di dasesmenor eses1. 8. supongaquel avi scosi dadci nemát i caes i g ua lal ade la gual i mpi aa15° c

2. 17. Supongaqueelpr obl emaant er i ordebi doal aefici enci amost r adaporl a pl ant adet r at ami ent osedeci dedupl i carelcaudal¿Cuálesl apot enci adel a  bomba quedebesercol ocadaen elpunt oal at uber í a siqui er er espe t arl os ni ve l esant esest abl eci dos?supongaquel abombat i eneunaefici enci ade68%

2. 18. Res uel vaelej empl o2. 3sil at uber í acambi aaPVC ks=0. 0015mm ¿Qué c o nc l us i ó npue depl ant e arc o nr e s pe c t oale f e c t odel ar ug os i daddel at ube r í a ?

2. 19. En l ai nst al aci ón de pr oducci ón PF4 de occi dent alde Col ombi a en el campo de pet r ól eo de caño de l i món es nece sar i o ev ac uar l as aguas de pr oducci ón desdel asl agunasdeenf r i ami ent ohast aelr i oAr auca.Elcaudal ques enec esi t amove resde4. 3m3/sdeaguaa30°C par al acual 3

996kg/m ρ=

µ=0. 799* 10-3  Pa. s   =0. 802* 10-6m2/s

ⱱ

Laal t ur adi sponi bl eesde4m yl adi st anci aent r el ossi t i osesde390m.Por r azonesest r at égi cassedeci decol ocart r est uber í asdeconcr et odeks=0. 5mm supongaun coefici ent egl obalde12. 3par acadat uber í a¿Cuáleseldi ámet r o del ast uber í as?¿Ti enenl ast r est uber í aselmi smodi ámet r os?¿Porqué?

2. 20. Resuel va elpr obl ema ant er i or sil a al t ur a di sponi bl e de aument oa 22. 7m 2. 21. En l a figur a se mues t r a eles quema de una pl ant a de gener aci ón hi dr oel éct r i ca¿Cuáldebesereldi ámet r odeunat uber í adeacer oks=0. 046 mm sielcaudales8520l /sysees per agener ar800kw?Lal ongi t udt ot aldel a t uber í a desde el embal se hast al a cas a de máqui nas , es de 1680m el coefici ent egl obaldeper di das menorescausadoporl osaccesori osl ocal i zado aguasarr i badel at ur bi nadesde6. 8. Déeldi ámet r oenmi l í met r os.

2. 22. Re s ue l v ae lpr o bl e maa nt e r i o rs il al o ng i t udt o t a ldel at ube r í ac ambi aa 4125m. compar el osr esul t adosdel osdospr obl emas.

2. 23. Desdeelt anqueAhast aelt anqueB debenflui r112l /ssil at uber í a12 es de PVC ks=0. 0015mm y l at uber í a 23 es de hi er r of undi do asf al t ado ks=0. 12mm ¿Cuál debe ser el di áme t r o de l a t uber í a 12?ut i l i ce l os coefici ent esmenor esmost r ados.

2. 24. enunabocat omaparaelacueduct odeunmuni ci pi osi t uadoalni ve ldel marsel ocal i z aunabombade3m pore nci madelni v eldel at omay7m haci a l ade r e c hade lr i of ue r t e .Par aq uel ao pe r ac i ó n del abo mbas e as a t i s f ac t o r i a esnec es ar i o quel a al t ur a manomé t r i caa sent r ada se a almenos 6. 5m de agua cal cul eelmenordi áme t r o comer ci algal vani z ado ks=0. 15mm quedebe

col ocar se. supongaqueelcoefici ent egl obalseper di dasmenore sesde1. 3. el caudalesde190l /s

2. 25. Resuel vaelpr obl emaant er i ors il at uber í aesdePVC ks=0. 0015mm yel coefici ent egl obaldeper di dasesde6. 7¿Quéconcl usi onespuedepl ant ear?

2. 26. En una pl ant a de t r at ami ent o de agua par a consumo es neces ar i o di se ñaruna t uber í a cor t a que conect a elt anque flocul ador con elt anque sedi ment ador. l adi f er enci adeal t ur asent r eest osdost anquesesde1. 2m yel c audale sde137l /s. l al o ng i t udt o t a ldel at ube r í ae sde3. 2m ys uc o e fic i e nt e gl obal de per di das menor es es de 2. 8 ¿Cuál e s el di áme t r o en hi er r o gal vani z adoks=0. 15mm quedebecol ocar se?

2. 27. Resuel vaelpr obl emaant er i orsil at uber í aesdePVC ks=0. 0015mm conunal ongi t udde4. 8m yuncoefici ent egl obaldeper di dasmenor esde3. 5

2. 28. Resuel va elej empl o 2. Si l a caí da de pr esi ón pi ez omet r i ca medi da cambi aa103. 4m . l osdemásdat osdelpr obl emapermanece ni nal t er ados

2. 29. Enunpol i duct odet uber í at i eneundi ámet r o200mm yelmat er i alesde ace r o. al ol ar go de una l ongi t ud de 1730 se mi de una cauda e pr es i ón pi ez ome t r i ca de 79. 4 cuando elflui do es quer os ene co n l as si gui ent es c a r a c t e r í s t i c a s 3

ρ= 804kg/m

µ=1. 92* 10-3P a . s =2. 388* 10-6 m2/s

ⱱ

Cal cul el ar ugosi dad absol ut a de l at uber í a sien eset r amo elcoefici ent e gl obaldeper di dasmenor ese sde8. 1yelcaudal69l /s

2. 30. La t uber í adedescarg adelsi st emadeenf r i ami ent o deunapl ant ade ge ner aci ón t er moel éc t r i camuev eaguacon unat emper at ur ade50° C con l as s i g ui e nt e scar ac t e r í s t i c asf í s i c as : 3

ρ= 988kg/m

µ=5. 47* 10-4P a . s =0. 533* 10-6 m2/s

ⱱ

Lat uberí at i eneundi ámet r ode450mm yelcaudalde630l /s. enunt r amol a t uber í a esde 60m mi de una caí da en pr es i ón pi ez ome t r i ca de 6. 2m y un coefici ent egl obaldeper di dasmenore sde2. 4. cal cul el arugosi dadabsol ut ade l at ube r í a