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# MATRÍCULA: _______________PARALELO: ____1ER. EXAMEN DE HIDRÁULICA 2016-I FICT
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA
DEL LITORAL (ESPOL)
FACULTAD DE ING. EN CIENCIAS
DE LA TIERRA (FICT)
INGENIERÍA CIVIL - 1er. EXAMEN DE HIDRÁULICA
ESTUDIANTE: ________________________________________________ Término: 2016-I
# MATRÍCULA: ______________________
PARALELO _____ FECHA: 29/VI/2016
INDICACIONES GENERALES:
1) Lea atentamente TODAS las especificaciones de cada problema. Escriba claramente y sea
ordenado (a) en el desarrollo de las respuestas.
2) Tomar en cuenta el Art. 21 del Reglamento de Evaluaciones y Calificaciones de
Pregrado de la ESPOL (sobre deshonestidades Académicas premeditada y
circunstancial), el Artículo 7, literal g del Código de Ética de la ESPOL y la Resolución
del Consejo Académico CAc-2013-108, sobre compromiso ético de los estudiantes al
momento de realizar un examen escrito. No tome riesgos innecesarios en ese sentido.
3) Tiene 2 horas para completar su examen. ¡Éxitos!
Ira. PARTE (20 PUNTOS):
1.- El flujo en canales abiertos está gobernado por los efectos de:
(2 puntos)
a) Viscosidad, tensión superficial, Rh.
b) Fricción, densidad, gravedad.
c) Viscosidad, gravedad, y fricción.
d) Gravedad, tensión superficial, Rh.
2.- Enliste dos casos de flujo rápidamente variado:
a)____________________________________
(2 puntos)
b)________________________________
3.- La distribución de presiones en los canales abiertos, se ve afectada por:
(2 puntos)
a) Curvatura y pendiente.
b) Peso específico y densidad del fluido.
c) Pendiente y densidad del fluido.
d) Curvatura y carga hidráulica.
4.- En la curva de energía específica (E), se cumple que:
a) La curva de E es asintótica a la recta Y vs E.
de flujo es supercrítico.
(2 puntos)
b) Sobre la recta de estado crítico, el régimen
c) Para una curva de caudal constante, caudales mayores se
ubican a la izquierda de la curva en estudio.
5.- Verdadero o Falso: “Flujo Uniforme”:
d) Ninguna de las anteriores.
(2 puntos)
• V F : Una de las características del flujo uniforme, es que el equilibrio dinámico es diferente
de cero.
• V F : El coeficiente de rugosidad de Manning tiene como unidades en el SI (m1/6/s).
• V F : El factor de forma para el cálculo del flujo uniforme depende de la geometría mojada.
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• V F : Se puede asumir que hay invariabilidad de tirantes, caudales y velocidades.
6.- Escoja la(s) opción(es) CORRECTA(s): Leyes básicas de la Hidráulica (2 puntos)
Las ecuaciones de Navier-Stokes son tridimensionales, no estacionarias, e incluyen
esfuerzos viscosos.
La ley de conservación de la energía considera líquidos compresibles.
La ecuación de Cauchy involucra solamente esfuerzos de corte.
En la ecuación de la energía, la pendiente de fricción es el cociente entre la pérdida por
fricción y el ancho de la sección.
7.- Escoja la(s) opción(es) CORRECTA(s) sobre tirante crítico y tirante uniforme: (3pts)
El flujo uniforme implica siempre un régimen subcrítico.
Si la fuerza específica es mínima, implica que el tirante es crítico.
Bajo flujo uniforme, la pendiente de fricción es igual a la de energía.
8.- Una con líneas, según sea procedente:
Coeficiente de Chèzy
(3 puntos)
Es función de la geometría, rugosidad y pendiente
La conductividad K
Es directamente proporcional a V.
Coeficiente de Manning
Usualmente es equivalente al Rh
Usualmente está en el orden de 0.005 a 0.1
Tirante
9.- Escoja la(s) opción(es) INCORRECTAS, sobre las ecuaciones de Navier-Stokes (2 ptos)
ur
ur
ur
ur
dV

  p   g   2 V
dt
a) El término de la izquierda corresponde a la aceleración total del fluido.
b) La densidad puede simplificarse en todo caso.
c) El término de extremo derecha toma en cuenta el efecto de las fuerzas viscosas.
d) Esta ecuación puede dividirse en: ecuación de conservación de masa, y ecuación de cantidad
de movimiento.
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IIda. PARTE (15 PUNTOS):
Por un canal rectangular de ancho y elevación de solera variable, acorde a la figura, fluye un
caudal de 13.64 m3/s. Calcule:
a) El tirante en la sección 2. Justifique su respuesta.
b) La altura del escalón máxima, para que fluya el mismo caudal sin que se altere la línea
de energía. ¿Cuánto sería la depresión de la superficie libre del agua, respecto a lo que
ocurre en la sección 1?
Planta
Perfil
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IIIra. PARTE (15 PUNTOS):
Un canal semi-trapezoidal, como se muestra en la figura, conducirá un flujo de 96 m3/s según el
estudio hidrológico respectivo. Las condiciones topográficas del terreno establecen un descenso
longitudinal promedio de 3.8 metros por cada 10 Km. El canal estará revestido de concreto y
rematado con llana (n = 0.013). Para estas condiciones, el estudio hidráulico establece que
deben estimarse las siguientes variables:
a) El tirante crítico y la velocidad crítica, y energía específica mínima.
b) El tirante normal, tanto por los métodos de analítico (prueba y error), gráfico (use z=1
como promedio para escoger la curva), y Newton – Raphson. Muestre secuencialmente
sus cálculos.
c) El tipo de régimen. Justifique su respuesta.
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