Este documento presenta 6 problemas de hidráulica aplicada relacionados con el cálculo de caudales, velocidades, diferencias de altura, potencias y tiempos de llenado/vaciamiento de sistemas que involucran tuberías, bombas, estanques y válvulas. Los problemas abarcan temas como caudales en secciones de diferente diámetro, características y potencia de bombas, llenado/vaciamiento de estanques, cálculo de alturas de presión y potencias requeridas considerando pérdidas de carga debidas

1. Instituto de Tecnología Antonio José de Sucre
Extensión Barquisimeto
Escuela de Tecnología de la Construcción Civil
Primera Prueba presencial de
Hidráulica Aplicada SAIA 2014-1
Carlos Torin
CI 18.656.956
Barquisimeto, Julio del 2014

2. 1) Por una tubería horizontal de 30 mm de diámetro circula un fluido con
una velocidad de 4 m/s.
a) Calcular el caudal en lps.
b) Calcular la velocidad en otra sección de la misma línea de 10 mm
de diámetro.
c) Si el fluido es agua, calcular la diferencia de alturas entre dos tubos
verticales colocados inmediatamente antes y después del
estrechamiento. Densidad del agua 1 gr/cm3.

4. 2) Una bomba aspirante está instalada en un pozo a 8 m sobre el nivel del
agua y tiene las siguientes características:
a) Diámetro del embolo: 15 cm.
b) Carrera del embolo: 30 cm.
c) Cadencia: 40 emboladas por minuto.
d) Se pide calcular:
i. El caudal
ii. Potencia absorbida por el motor, suponiendo un rendimiento η =
0,6.

5. 3) Un estanque de almacenamiento de 500 galones de capacidad, se llena
por las llaves 1 y 2, que permiten caudales de 10 y 15 GPM,
respectivamente, y se vacía por una tercera de 20 GPM. Estando
totalmente vacío el estanque, se abre la llave 1; 10 minutos después se
abren las otras dos, y 10 minutos después se cierra la llave 3. ¿Cuánto
demora en llenarse el estanque?

6. 4) Una bomba hidráulica de rendimiento 85% impulsa un caudal de agua
de 12.5 l/s mediante una tubería de hierro galvanizado (=0.015 cm) de
600 m de longitud y 10.1 cm de diámetro a un depósito situado a una
altura de 82.4 m. Determinar: a) la altura de presión que la bomba debe
comunicar al agua b) la potencia útil de la bomba y c) la potencia
consumida de la red eléctrica.

8. 5) Sale agua por una tubería abierta a la atmósfera, de longitud 500 m,
rugosidad =0.015 cm y diámetro 20 cm conectada a un depósito
situado a 45 m de altura. En la tubería hay una válvula cuyo coeficiente
de pérdida de carga es k=20. Si la conexión depósito-tubería es a ras
de pared (k=0.5), determinar el caudal de agua que sale por la tubería.

10. 6) Desde un pozo se desea elevar un caudal de agua de 12 l/s hasta un
depósito situado a una altura de 30 m mediante una tubería de hierro
galvanizado (rugosidad 0.015 cm) de longitud 350 m y diámetro 12,5
cm. En la tubería hay una válvula de bola (k=31.2), un filtro de arena
(k=30) y un filtro de malla (k=25). Calcular la potencia que debe tener la
bomba si su rendimiento es del 45 %.