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EF- GV52 - Mecánica de fluidos - 2023-2(2).doc

SOLUCIONARIO AL +51 970302148

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MECÁNICA DE FLUIDOS – (GM101)
EXAMEN FINAL
Ciclo 2023-2
Sección: GV52
Profesor: Gregorio Nato Acosta
Duración: 180 minutos
NOMBRE DEL ALUMNO(A):
CODIGO DEL ALUMNO(A):
FECHA DEL EXAMEN:
NOTA:
Indicaciones:
1. Debe desarrollar su examen individualmente. No se permite comunicarse con sus colegas
u otras personas cuando estén desarrollando su examen.
2. No está permitido el uso de ningún material de consulta (cuaderno, diccionario, lecturas,
etc)
3. Asegúrate de borrar las cookies de tu navegador Chrome antes de iniciar el examen.
4. Se permite usar calculadora científica.
5. Si tienes preguntas sobre el examen escribe al correo de su profesor Coordinador
(pcgmgnat@upc.edu.pe)
6. No se permite usar el sistema internet al momento de desarrollar el examen, solo para
subir el examen o para hacer consultas vía correo electrónico.
7. Desarrolle sobre la prueba que es editable individualmente haciendo uso de su equipo
estacionario, laptop, etc, de tal forma que, inmediatamente se cumpla la hora de término
del examen DEBE insertar su examen resuelto al aula virtual con el nombre: Ex. Parcial
Seguridad (Nombre completo).
8. Nota: Debe levantar el archivo al aula virtual en la hora indicada por el profesor.
9. ESCRIBIR SUS RESPUESTAS preferentemente con color azul.
10. El resultado final de sus notas, lo verá en el aula virtual.
1 (0.5 puntos)
¿Por lo general un flujo uniforme se puede convertir en un flujo de variación rápida o existe otro tipo
de flujo entre estos?
2 (0.5 puntos)
¿Cuál de los elementos descritos a continuación NO origina un flujo variado?
a) Cambio de pendiente.
b) Cambio de sección transversal.
c) Cambio de material de canal.
d) Instalación de una compuerta parcialmente cerrada.
e) Cambio considerable de la profundidad del canal.
3 (0.5 puntos)
¿Qué ecuación se utiliza para el calculo del caudal en un flujo de canal abierto? Detallar la ecuación del
caudal utilizada para el sistema americano.
4 (0.5 puntos)
¿Qué afirmación es incorrecta con respecto al flujo laminar y turbulento?
a) El flujo laminar se desarrolla con valores de Reynolds Re < 2100
b) El flujo turbulento se desarrolla con valores de Reynolds Re > 10000
c) El flujo en transición se desarrolla con valores de Reynolds 2100 < Re > 10000
d) El número de Reynolds depende de valores cómo: la velocidad media de flujo, diámetro de
tubería y viscosidad cinemática.
e) N.A.
5 (0.5 puntos)
Describa como se calcula el factor o coeficiente de fricción “f”.
6 (0.5 puntos)
¿Qué sistema de ventilación auxiliar usado en minería subterránea es el más utilizado y cuál es el que
tiene un costo más alto que los demás, respectivamente:
a) Sistema impelente y auxiliar
b) Sistema auxiliar y combinado.
c) Sistema impelente y combinado.
d) Sistema de auxiliar e impelente.
e) Sistema combinado e impelente.
7 (1 punto)
De la curva característica mostrada, perteneciente a una bomba centrífuga:
- Describir cada uno de los puntos indicados.
- De la curva característica, ¿Qué modelo de bomba escogeríamos para un punto de diseño de 130
pies a 340 GPM? Argumentar la elección.
8 (1 punto)
Utilizando el diagrama de Moody calcular el factor de fricción para un valor de Re = 8000 y D=50 mm
k=0.1 mm
9 (3 puntos)
Para el sistema que se muestra en la figura, Calcule:
a) La rapidez de flujo del volumen desde la boquilla en pie3/s
b) Las presiones en A y B en psi (lib/pulg2)
Considerar peso específico de agua=62,4 lib/pie3; g=32.2 pie/s2 y 1pie=12 pulgadas
10 (3 puntos)
Para el sifón mostrado en la figura, Calcule:
a) La rapidez de flujo del volumen de aceite desde el tanque en m3/s
b) Las presiones en los puntos A, B, C y D en Kpa.
11 (3 puntos)
Calcule el radio hidráulico del canal de la figura, si la profundidad es de:
a) 5 m
b) 12 m
12 (3 puntos)
En un canal rectangular de hierro fundido sin revestimiento, que mide 6.5 m de ancho, fluye agua. Para
una profundidad de 3.0 m, calcule la descarga normal y el número de Froude del flujo. La pendiente del
canal es de 0,12%.
13 (3 puntos)
Considerando únicamente las pérdidas por carga distribuidas en la tubería. ¿Qué altura de carga se
necesita para transportar 340 litros/s de un tanque elevado con aceite a 30°C a través de 950 m de una
tubería nueva de PVC de 50 cm de diámetro? Considerando una aspereza o rugosidad k = 0,1 mm y una
viscosidad cinemática del fluido equivalente a 60,8x10-6 m2/s
Villa, Noviembre 2023
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  • 1. Ingeniería de Gestión Minera MECÁNICA DE FLUIDOS – (GM101) EXAMEN FINAL Ciclo 2023-2 Sección: GV52 Profesor: Gregorio Nato Acosta Duración: 180 minutos NOMBRE DEL ALUMNO(A): CODIGO DEL ALUMNO(A): FECHA DEL EXAMEN: NOTA: Indicaciones: 1. Debe desarrollar su examen individualmente. No se permite comunicarse con sus colegas u otras personas cuando estén desarrollando su examen. 2. No está permitido el uso de ningún material de consulta (cuaderno, diccionario, lecturas, etc) 3. Asegúrate de borrar las cookies de tu navegador Chrome antes de iniciar el examen. 4. Se permite usar calculadora científica. 5. Si tienes preguntas sobre el examen escribe al correo de su profesor Coordinador (pcgmgnat@upc.edu.pe) 6. No se permite usar el sistema internet al momento de desarrollar el examen, solo para subir el examen o para hacer consultas vía correo electrónico. 7. Desarrolle sobre la prueba que es editable individualmente haciendo uso de su equipo estacionario, laptop, etc, de tal forma que, inmediatamente se cumpla la hora de término del examen DEBE insertar su examen resuelto al aula virtual con el nombre: Ex. Parcial Seguridad (Nombre completo). 8. Nota: Debe levantar el archivo al aula virtual en la hora indicada por el profesor. 9. ESCRIBIR SUS RESPUESTAS preferentemente con color azul. 10. El resultado final de sus notas, lo verá en el aula virtual.
  • 2. 1 (0.5 puntos) ¿Por lo general un flujo uniforme se puede convertir en un flujo de variación rápida o existe otro tipo de flujo entre estos? 2 (0.5 puntos) ¿Cuál de los elementos descritos a continuación NO origina un flujo variado? a) Cambio de pendiente. b) Cambio de sección transversal. c) Cambio de material de canal. d) Instalación de una compuerta parcialmente cerrada. e) Cambio considerable de la profundidad del canal. 3 (0.5 puntos) ¿Qué ecuación se utiliza para el calculo del caudal en un flujo de canal abierto? Detallar la ecuación del caudal utilizada para el sistema americano. 4 (0.5 puntos) ¿Qué afirmación es incorrecta con respecto al flujo laminar y turbulento? a) El flujo laminar se desarrolla con valores de Reynolds Re < 2100 b) El flujo turbulento se desarrolla con valores de Reynolds Re > 10000 c) El flujo en transición se desarrolla con valores de Reynolds 2100 < Re > 10000 d) El número de Reynolds depende de valores cómo: la velocidad media de flujo, diámetro de tubería y viscosidad cinemática. e) N.A. 5 (0.5 puntos) Describa como se calcula el factor o coeficiente de fricción “f”. 6 (0.5 puntos) ¿Qué sistema de ventilación auxiliar usado en minería subterránea es el más utilizado y cuál es el que tiene un costo más alto que los demás, respectivamente: a) Sistema impelente y auxiliar b) Sistema auxiliar y combinado. c) Sistema impelente y combinado. d) Sistema de auxiliar e impelente. e) Sistema combinado e impelente. 7 (1 punto) De la curva característica mostrada, perteneciente a una bomba centrífuga: - Describir cada uno de los puntos indicados. - De la curva característica, ¿Qué modelo de bomba escogeríamos para un punto de diseño de 130 pies a 340 GPM? Argumentar la elección.
  • 3. 8 (1 punto) Utilizando el diagrama de Moody calcular el factor de fricción para un valor de Re = 8000 y D=50 mm k=0.1 mm 9 (3 puntos) Para el sistema que se muestra en la figura, Calcule: a) La rapidez de flujo del volumen desde la boquilla en pie3/s b) Las presiones en A y B en psi (lib/pulg2) Considerar peso específico de agua=62,4 lib/pie3; g=32.2 pie/s2 y 1pie=12 pulgadas 10 (3 puntos) Para el sifón mostrado en la figura, Calcule: a) La rapidez de flujo del volumen de aceite desde el tanque en m3/s b) Las presiones en los puntos A, B, C y D en Kpa.
  • 4. 11 (3 puntos) Calcule el radio hidráulico del canal de la figura, si la profundidad es de: a) 5 m b) 12 m 12 (3 puntos) En un canal rectangular de hierro fundido sin revestimiento, que mide 6.5 m de ancho, fluye agua. Para una profundidad de 3.0 m, calcule la descarga normal y el número de Froude del flujo. La pendiente del canal es de 0,12%. 13 (3 puntos) Considerando únicamente las pérdidas por carga distribuidas en la tubería. ¿Qué altura de carga se necesita para transportar 340 litros/s de un tanque elevado con aceite a 30°C a través de 950 m de una tubería nueva de PVC de 50 cm de diámetro? Considerando una aspereza o rugosidad k = 0,1 mm y una viscosidad cinemática del fluido equivalente a 60,8x10-6 m2/s Villa, Noviembre 2023