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PROBLEMAS DE HIDRODINÁMICA COMO
INVESTIGACIÓN. 3 |
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13 Problemas de
Hidrodinámica para Bachillerato y primeros cursos de
Universidad, resueltos como actividad de investigación. De cada problema se aporta una resolución literal (clic en
 )
y animaciones interactivas (clic en
 ) con las que los alumnos pueden
modificar los valores de los parámetros, poniendo a prueba sus
hipótesis, verificando casos límite, etc. |
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Realizados por
Salvador Martínez , Jaime Carrascosa y Manuel Alonso |
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Enunciado: Un camión de bomberos está
suministrando 400 l/min a presión de 7’5 atm a
una manguera de 45 mm de diámetro, dotada de una
punta de lanza cuyo diámetro de salida es 20 mm.
Sabiendo que el bombero que utiliza la manguera
se encuentra a 25 m de altura sobre el camión,
se pide: a) Velocidad del agua en el interior de
la manguera y a la salida de la punta de lanza.
b) Presión con la que llega el agua a la punta
de lanza. c) Pérdida de carga que se produce en
la manguera (se desprecia la correspondiente a
la punta de lanza). |
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Enunciado: Desde un lago se bombea agua a
un depósito de 200 m3, situado a 80 m de altura,
mediante una tubería de 45 mm de diámetro (la
figura no está a escala). Sabiendo que la bomba
suministra un aumento de presión de 9 atm y un
caudal de 300 l/min, se pide: a) Potencia
hidráulica desarrollada por la bomba. b) Pérdida
de presión (pérdida de carga) que se produce en
la tubería. c) Pérdida de energía en el llenado
del depósito. |
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Enunciado:
Determinad la velocidad del agua
en la boca de salida y los niveles que se
producirán en los tubos, al quitar el tapón, en
los siguientes casos: a) Suponiendo que no haya
ninguna pérdida de energía mecánica. b) Existe
una pérdida lineal de 0’08 atm/m en la
conducción. (El dibujo no está a escala.
Considerad que la sección del depósito es mucho
mayor que la sección de la conducción). |
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Enunciado:
Dada la
situación de la figura, en la que la sección del
depósito es mucho mayor que la de la conducción,
determinad: a) Pérdida de presión que se produce
en la conducción, utilizando la expresión de
Darcy-Weisbach. b) Altura del agua en el tubo
vertical.
(diámetro de la conducción D = 12 mm, H = 10 m,
L = 12 m, f = 0’05) |
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Enunciado:
En una
superficie plana, que se encuentra 20 m por
encima de la ubicación de la bomba, se monta una
red de riego por goteo constituida por un ramal
principal, de 200 m de longitud y 30 mm de
diámetro, del que parten 20 ramales portagoteros.
Cada uno de estos ramales, de 60 m de longitud y
10 mm de diámetro, consta de 15 goteros
autocompensantes (funcionan entre 1’5 atm y 5
atm), con un caudal de 8 l/h cada gotero. Se
pide:
Potencia
hidráulica que debe tener la bomba, sabiendo que
esta absorbe el agua de un pozo cuyo nivel de
agua se encuentra 8 m por debajo de la bomba.
(Desde la
salida de la bomba hasta la entrada en la red de
riego, en el sistema de filtrado y conducción,
se produce una pérdida de carga de 8 m.c.a.,
siendo el factor de fricción en los ramales de
la red f = 0’03) |
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