Mecánica de fluidos

Caudex Vitelo Pañaranda Osorio

• Editorial: ECOE Ediciones
• Año: 2019
• ISBN del libro electrónico: 9789587716108
• Edición: 1
• Categoría: Tecnología e ingeniería
• Categoría: Ingeniería general

El Ingeniero de Montes, Forestal o Ambiental no es ni un climatólogo, ni un geólogo, ni un edafólogo; sin embargo debe tener un conocimiento básico de estas disciplinas porque constituyen uno de los apoyos esenciales de dos de sus tecnologías fundamentales: la Selvicultura y la Pascicultura.Este texto, pues, no constituye un tratado para especialistas en las tres materias señaladas sino una síntesis de aquellas ideas básicas que se precisan para el precitado apoyo y que pueden servir tanto como base a quienes se inicien en los estudios agroforestales e ingeniería ambiental y como obra de puesta al día y de recordatorio para todos aquellos que ya hace años abandonaron las aulas universitarias.La dos partes de las que se compone el libro (Geología y Climatología) se completan con apéndices muy prácticos y que van desde ejercicios a tablas de datos, índices de productividad, tomas de muestras, etc

Índice

• Tabla 1.1. Diferentes sistemas de unidades
• Tabla 1.2. Múltiplos y submúltiplos. Prefijos, símbolos y equivalencia decimal
• Tabla 1.3. Unidades de uso común
• Tabla 2.1. Tensión superficial del agua (s) a presión atmosférica estándar al nivel del mar.
• Tabla E.5.1. Determinación de los exponentes contenidos en cada una de las dimensiones básicas comprendidas en las variables propuestas.
• Tabla 6.1. Ecuaciones más usadas en el flujo de tuberías.
• Tabla 6.2. Algunos valores de CH para la fórmula de Hazen-Williams.
• Tabla E.6.1a. Cálculo de las pérdidas por fricción y menores para una tubería de 2” (0.0508 m) utilizando el método de Newton Raphson.
• Tabla E.6.1b. Cálculo de las pérdidas por fricción y menores para una tubería de 3” (0.0762 m) utilizando el método de Newton Rapshon.
• Tabla E.6.1c. Cálculo de las pérdidas por fricción y menores para una tubería de 4” (0.1016 m) utilizando el método de Newton Raphson. Se observa que dicha tubería puede transportar el caudal requerido de 0.40 m3/s holgadamente.
• Tabla E.6.1d. Cálculo de las pérdidas por fricción y menores para una tubería de 2” (0.0508 m) utilizando el método de la i eración en un punto.
• Tabla E.6.1e. Cálculo de las pérdidas por fricción y menores para una tubería de 3” (0.0762 m) utilizando el método de la ite ación en un punto.
• Tabla E.6.1f. Cálculo de las pérdidas por fricción y menores para una tubería de 4” (0.1016 m) utilizando el método de la ite ación en un punto.
• Tabla E.6.1g. Resultados finales del cálculo del diámetro más adecuado para trasportar un caudal de 40 L/s con unas pérdidas totales iguales o menores a 60 m mediante la herramienta Solver de Excel.
• Tabla E.6.2. Resultados finales del cálculo del diámetro más adecuado para trasportar un caudal de 40 L/s con unas pérdidas totales iguales o menores a 50 m mediante la herramienta Solver de Excel.
• Tabla E.6.3a. Variables obtenidas para las tuberías de 3” y 4” en el ejemplo 6.1.
• Tabla E.6.3b. Secuencia de cálculos para determinar la longitud L1 de la tubería de 4” por el método de la bisección. Parte 1.
• Tabla E.6.4a. Cálculo de las pérdidas recomendables para cada tubería de la serie, con unas pérdidas disponibles totales de 70 m.
• Tabla E.6.4b. Cálculo de los diámetros que produzcan unas pérdidas iguales o menores a las recomendadas, utilizando la herramienta Solver.
• Tabla E.6.4c. Segunda iteración, donde se reduce el primer diámetro a 0.30 m, y las pérdidas ejercidas por la válvula a hmv 5 4.53 m.
• Tabla E.6.4d. Tercera iteración, donde se prueba reducir el segundo diámetro a 0.25 m, pero las pérdidas se hacen mayores a las disponibles (hmv = 27.20 m).
• Tabla E.6.4e. Cuarta iteración, donde se reduce el diámetro de la última tubería a 0.20 m y se obtienen unas pérdidas ejercidas por la válvula de hmv = 5.57 m.
• Tabla E.6.5a. Cálculo del diámetro para transportar un caudal igual o mayor de 0.15344 m3/s (153.44 L/s).
• Tabla E.6.5b. Cálculo del coeficiente de fricción f1, de la velocidad de flujo V1 y de las pérdidas totales (HT ) para la segunda tubería de 300 mm de diámetro utilizando la herramienta Solver de Excel.
• Tabla E.6.5c. Cálculo del nuevo caudal para la tubería existente de diámetro d2 5 0.25 m y del nuevo caudal total QT .
• Tabla E.6.5d. Cálculo del coeficiente de fricción f1, de la velocidad de flujo V1 y de las pérdidas totales (HT ) para la segunda tubería de 300 mm de diámetro y para la segunda iteración, utilizando la herramienta Solver de Excel.
• Tabla E.6.5e. Cálculo del nuevo caudal para la tubería existente de diámetro d2 = 0.25 m y del nuevo caudal total QT , en la segunda iteración.
• Tabla E.6.5f. Cálculo del coeficiente de fricción f1, de la velocidad de flujo V1 y de las pérdidas totales (HT ) para la segunda tubería de 300 mm de diámetro y para la tercera iteración, utilizando la herramienta Solver de Excel.
• Tabla E.6.5g. Cálculo del nuevo caudal para la tubería existente de diámetro d2 = 0.25 m y del nuevo caudal total QT , en la ercera iteración.
• Tabla E.6.6a. Cálculo del diámetro más adecuado para transportar un caudal de 0.680 m3/s (o mayor) en la tubería 1 2 U1 y de las respectivas pérdidas, con un error admitido para las pérdidas por fricción de 1 ? 1024 m, en la red abierta.
• Tabla E.6.6b. Cálculo del diámetro más adecuado para las restantes tuberías que confluyen en el nudo 1 y de las respectivas pérdidas, con un error admitido para las pérdidas por fricción de 1 * 1024 m, en la red abierta.
• Tabla E.6.6c. Cálculo del diámetro más adecuado para las tuberías que confluyen en el nudo 2 y de las respectivas pérdidas, con un error admitido para las pérdidas por fricción de 1 * 1024 m, en la red abierta.
• Tabla E.6.6d. Iteración 2 para el nudo 1 con un error admitido para las pérdidas por fricción de 1 * 1024 m, en la red abierta.
• Tabla E.6.6e. Iteración 2 para el nudo 2 con un error admitido para las pérdidas por fricción de 1 * 1024 m, en la red abierta.
• Tabla E.6.6f. Iteración 6 (última) para el nudo 1 con un error admitido para las pérdidas por fricción de 1 * 1024 m, en la red abierta.
• Tabla E.6.6g. Iteración 6 (última) para el nudo 2 con un error admitido para las pérdidas por fricción de 1 * 1024 m, en la red abierta.
• Tabla E.6.6h. Resultados finales para la red abierta.
• Tabla E.6.7a. Datos y cálculos preliminares en una hoja de cálculo Excel para el método de Hardy Cross.
• Tabla E.6.7b. Cálculo del coeficiente de fricción utilizando la ecuación 6.16 junto con la herramienta Solver de Excel, y cálculo inicial de pérdidas para cada tramo de cada circuito, y DQ para cada circuito, según el método de Hardy Cross.
• Tabla E.6.7c. Primera iteración del método de Hardy Cross. Las columnas 1 a 5 han desaparecido, pues son las mismas y se repiten en todo el proceso de cálculo.
• Tabla E.6.7d. Primera iteración del método de Hardy Cross, corregida para el coeficiente de fricción f.
• Tabla E.6.7e. Última iteración (décima) para el método de Hardy Cross, en la cual se logra el valor especificado de DQ ( # 1 * 1026 m3/s).
• Tabla E.6.7f. Resultados finales para caudales Q (L/s) y pérdidas totales hT (m) para los diferentes tramos de los dos circuitos de la red cerrada.
• Tabla 7.1. Coeficientes de descarga (Cd ) para venturímetros normales.
• Tabla 8.1. Longitudes equivalentes a pérdidas por accesorios.
• Tabla E.8.1a. Cálculo del coeficiente de fricción f para la tubería de succión utilizando la herramienta Solver.
• Tabla E.8.1b. Cálculo del coeficiente de fricción f para la tubería de impulsión, utilizando la herramienta Solver.
• Tabla E.8.1c. Cálculos preparados para elaborar y superponer la curva de operación del sistema a las curvas características de la bomba ofrecida por el fabricante.
• Tabla 9.1. Elementos geométricos de algunas secciones transversales. Parte 1.
• Tabla E.9.2a. Solución del ejemplo mediante aproximaciones sucesivas.
• Tabla E.9.2b. Solución del ejemplo mediante el ordenamiento adecuado de los datos y de las ecuaciones en una hoja de cálculo Excel y la utilización de la herramienta Solver.
• Tabla E.9.7a. Cálculo del punto de inflexión del resalto a partir de la observación del rango donde coinciden las fuerzas específicas. Nótese que entre un ancho de 1.50 y 2 m, las fuerzas específicas bajas y altas se cruzan.
• Tabla E.9.7b. Ampliación del rango entre los anchos donde las fuerzas específicas altas y bajas se cruzan. Nótese que entre 1.8 y 1.9 las fuerzas específicas altas y bajas se cruzan.
• Tabla E.9.7c. Promedio del rango de valores extremos (ancho de 1.85 m, correspondiente a los anchos de 1.8 y 1.9 m) que permite una buena aproximación de la fuerza específica crítica.
• Tabla 9.2. Dimensiones y capacidad de las canaletas Parshall para varios anchos de garganta W, correspondientes a la figura 9.3. Parte 1.
• Tabla E.9.8. Resultados de los cálculos elaborados en una tabla Excel.
• Figura 2.1. Tensiones ejercidas sobre las caras externas de un paralelepípedo rectangular infinitesimal.
• Figura 2.2. Elemento infinitesimal de un fluido en reposo o en movimiento uniforme.
• Figura 2.3. Elemento infinitesimal de un fluido que se mueve en la dirección arbitraria nn.
• Figura 2.4. Presión p que se supone ejercida sobre las caras más cercanas al centro de coordenadas en un volumen infinitesimal de un fluido.
• Figura 2.5. Dos placas paralelas que contienen en su interior un fluido. La placa inferior permanece inmóvil, y la superior se mueve con una rapidez U. Se asume que en los contornos las partículas de fluido se adhieren a las paredes.
• Figura 2.6. Fuerzas de cohesión equilibradas en el interior del fluido y desestabilizadas en la superficie de este, lo que genera una tensión superficial
• Figura 2.7. a) Gota esférica con fuerzas de cohesión intermolecular en equilibrio y b) Sección transversal de la esfera que ilustra el equilibrio entre las fuerzas de tensión superficial y las de presión generadas en el interior de la gota.
• Figura 2.8. Fenómeno de capilaridad. El líquido asciende hasta que el peso de la columna (gpR2h) equilibra la componente vertical de la tensión superficial (2pRs cos u).
• Figura 2.9. Descenso o depresión del líquido en un tubo capilar. Nótese que el líquido no moja la superficie sólida y el ángulo de contacto con esta es mayor de 90°.
• Figura 3.1. Fuerzas sobre un elemento diferencial de fluido en forma de cuña
• Figura 3.2. Presión a una profundidad h de un fluido incompresible con superficie libre.
• Figura 3.3. Líquido confinado lateralmente y en el fondo con fronteras indeformables al cual se aplica en la superficie una p esión p0 diferente a la atmosférica.
• Figura 3.4. Una de las principales aplicaciones del principio de Pascal: la prensa hidráulica.
• Figura 3.5. Barómetro de Torricelli.
• Figura 3.6. Sencillo manómetro conocido como piezómetro.
• Figura 3.7. Manómetro en U.
• Figura 3.8. Manómetro de líquidos inmiscibles
• Figura 3.9 Manómetro diferencial.
• Figura 3.10. Manómetro diferencial compuesto (con diferentes líquidos).
• Figura E. 3.1. Manómetro en U colocado entre dos puntos de una tubería que transporta agua.
• Figura E. 3.2. Instalación de una bomba en una tubería para elevar el nivel de energía en 2 y poder conducir el agua hasta un punto 3.
• Figura 3.11. Fuerza que actúa en el centro de gravedad del fondo horizontal de un tanque.
• Figura 3.12. Esquema que ilustra el centroide de aplicación de la fuerza de presión resultante, en una superficie horizontal sumergida.
• Figura 3.13. Determinación de la las coordenadas de la línea de acción de la fuerza de presión resultante en una superficie horizontal de forma irregular que se encuentra sumergida.
• Figura 3.14. Superficie plana sumergida que forma un ángulo u con la superficie del fluido.
• Figura 3.15 Coordenadas del centroide y momentos de inercia para algunas áreas comunes.
• Figura 3.16. Prisma de presiones (OABC) desarrollado sobre una placa rectangular de ancho b sumergida verticalmente.
• Figura 3.17. Fuerzas desarrolladas sobre una superficie curva sumergida. a) Equilibrio de fuerzas en x; b) Equilibrio de fuerzas en y.
• Figura E.3.3. Compuerta circular de 2 m de diámetro ubicada a 8 m de profundidad de su centro de gravedad en una pared inclinada a 60° en un estanque que contiene agua, equipada con un contrapeso en el extremo superior que le permite permanecer cerrada a
• Figura E.3.4. a) Compuerta circular AB de radio R; b) Distribución de presiones triangulares (CDE) y rectangulares (CEFG) sobre la proyección vertical de la compuerta AB; c) Proyección vertical sobre AB, correspondiente al peso del agua sobre la compuerta
• Figura 3.18 Tubería que transporta un líquido cuya superficie existente en el estanque que la alimenta está muy por encima del eje de esta. a) Perspectiva; b) Sección longitudinal; c) Corte longitudinal en la sección transversal.
• Figura 3.19. a) Se representa un cuerpo de forma arbitraria sumergido y encerrado imaginariamente en un paralelepípedo cuyas caras paralelas al plano x-y se representan por el rectángulo ABCD y las caras (superior e inferior) paralelas al plano x-z tienen
• Figura 3.20. Cuerpo completamente sumergido en equilibrio estable. a) Punto de aplicación de la fuerza boyante por encima de su centro de gravedad; b) Par de respuesta contrario al giro de volcamiento.
• Figura 3.21. Cuerpo completamente sumergido en equilibrio inestable. a) Punto de aplicación de la fuerza boyante por debajo de su centro de gravedad; b) Par de respuesta en el mismo sentido del giro de volcamiento.
• Figura 3.22. a) Cuerpo parcialmente sumergido con el centro de gravedad por encima del centro de boyamiento; b) El giro del volcamiento es restituido por un par en sentido contrario a dicho giro.
• Figura 3.23. a) Cuerpo parcialmente sumergido con el centro de gravedad por encima del centro de boyamiento; b) El giro de volcamiento es reforzado por un par en el mismo sentido a dicho giro.
• Figura 3.24. Esquema que representa un recipiente abierto que se traslada a lo largo de una trayectoria recta con una aceleración a.
• Figura 3.25. Masa líquida que gira con el recipiente que la contiene, de manera que la superficie del líquido adquiere el comportamiento de un paraboloide de rotación.
• Figura E.3.5. Cilindro de 0.60 m de diámetro y 1.50 m de alto que al girar a una velocidad w queda una distancia desde el punto más bajo de la superficie del agua al fondo y un borde libre de 0.25 m.
• Figura 4.1. Descripciones de flujo. a) Lagrangiano: seguimiento de la variación de la temperatura de las partículas de fluido a medida que estas se mueven o b) Euleriano: a través del seguimiento de la variación de las propiedades de las partí­culas en e
• Figura 4.2. Ubicación de una partícula fluida en función de su vector posición y del tiempo.
• Figura 4.3. Fluido a) Ideal y b) Real, que se mueve dentro de un conducto circular recto.
• Figura 4.4. Línea de corriente. Figura 4.5. Tubo de corriente.
• Figura 4.6. Esquema que ilustra la relación entre las relaciones v/u y dy/dx.
• Figura 4.7. Líneas de flujo. Red de flujo conformada entre líneas de flujo paralelas a la coordenada s (n = 0) y líneas ortogonales paralelas a la coordenada n (s = 0).
• Figura 4.8. Cambio de posición del vector unitario S a lo largo de una línea de corriente.
• Figura 4.9. a) Volumen de control fijo y de fronteras indeformables, dentro del cual circula un sistema a través de las fronterasA en 1, y B en 2; b) Volumen de control fijo pero de fronteras deformables: cilindro que confina un gas entre sus paredes y el
• Figura 4.10. Volumen de control fijo e indeformable a través del cual transita un fluido unidimensional: a) Un instante antes de t; b) En el instante t, en el cual el sistema coincide con el volumen de control; y c) Un instante t 1 Dt.
• Figura 4.11. Esquema para generalizar el Teorema de Transporte de Reynolds a partir de un volumen de control arbitrario.
• Figura 4.12. Esquema que representa una ampliación de los elementos diferenciales de área y volumen conformada a la entrada y salida del volumen de control en 1 y 2.
• Figura E. 4.2. Volumen de control delimitado por las fronteras internas de un tanque cilíndrico.
• Figura E.4.3. Boquilla en forma de cono truncado, que reduce la sección transversal de un área Ao en su conexión con el extremo de un conducto circular a un área A1 en la salida a la atmósfera.
• Figura E.4.4. Tubería de sección transversal constante A, que transporta un líquido que sufre un proceso de enfriamiento entre una sección 1 y una sección 2.
• Figura E.4.5. Tubería que transporta gas metano.
• Figura E.4.6. Cálculo de la fuerza de fricción necesaria para que la tubería no sea arrastrada.
• Figura E.4.7. Boquilla de salida de un sistema industrial que suministra de una manera constante un caudal de 18.24 L/s de aceite.
• Figura 4.13. Posición de un conjunto de partículas contenidas en un volumen infinitesimal d;.
• Figura 4.14. Esquema que representa las velocidades afluentes y efluentes a un volumen de control.
• Figura E.4.8. Pequeña turbina con rotor de aspas de 0.80 m de diámetro exterior y 0.60 de diámetro interior.
• Figura E. 4.9. Rociador giratorio que recibe por su base un caudal de 2 L/s a régimen estable.
• Figura 4.15. Esquema utilizado para deducir el término “energía de presión” dentro de la característica energía total y la correspondiente energía de presión por unidad de masa (b = e), en un fluido que se mueve dentro de un conducto cerrado a presión.
• Figura 4.16. Esquema que representa un conducto de sección transversal circular variable, utilizado para graficar la ecuación de Bernoulli.
• Figura E. 4.10a. Esquema que representa la distribución parabólica de velocidades de una tubería recta de sección transversal circular constante, que transporta un caudal estable de un fluido incompresible y viscoso.
• Figura E.4.10b. Esquema que ubica las líneas piezométrica y de energía.
• Figura E.4.11a. Esquema que representa el transporte de un tanque de almacenamiento en A hasta un tanque de almacenamiento si uado en una parte más alta en B mediante una bomba.
• Figura E.4.11b. Esquema que ilustra la línea de presión y la línea de energía.
• Figura 4.17. Movimiento de traslación, rotación, deformación lineal y deformación angular.
• Figura 4.18. Deformación lineal: expansión del volumen a lo largo de los ejes x, y y z.
• Figura 4.19. Elemento diferencial de fluido estirándose en el sentido de las x a causa del gradiente −u/−x.
• Figura 4.20. Deformación angular de un elemento diferencial de fluido en el plano xy.
• Figura 4.21. Volumen de control infinitesimal para deducir la ecuación de continuidad.
• Figura 4.22. Fuerzas normales al área infinitesimal dy dz.
• Figura 4.23. Longitud diferencial y vector velocidad a lo largo de una línea de corriente.
• Figura 6.1. Esquema de una sección transversal de un ducto que transporta un líquido y que ilustra la diferencia entre a) tubería y b) canal.
• Figura 6.2. Diagrama de flujo para calcular el factor de fricción f por el método de Newton Raphson.
• Figura 6.3. Diagrama de flujo para calcular el factor de fricción f por el método de la iteración en un punto.
• Figura 6.4. Diagrama de flujo para el cálculo del diámetro de una tubería, dados el caudal, las pérdidas disponibles y el tipo de material de la tubería.
• Figura E.6.1a. Esquema del problema planteado.
• Figura E.6.1a. Evaluación del valor inicial de f arbitrario (0.015) mediante la diferencia entre el cálculo del miembro izquierdo y del derecho de la fórmula de Colebrook-White (columna 12).
• Figura E.6.1b. Uso de la herramienta Solver. Continuación de la ilustración del proceso de cálculo.
• Figura E.6.1c. Operación ya realizada mediante la herramienta Solver. Se oprime la tecla aceptar pues el error (4.14882*10-07) es menor que el dado (1 * 10206)
• Figura 6.5. Esquema utilizado para el cálculo del diámetro de una tubería, dados el caudal, las pérdidas disponibles y el tipo de material de la tubería.
• Figura 6.6. Diagrama de flujo para el cálculo del diámetro de una tubería mediante la ecuación de velocidad obtenida de la combinación de las expresiones de Darcy-Weisbach y Colebrook-White (primera parte).
• Figura 6.8. Tuberías en serie que conducen un caudal al final de la serie (Q3) y diferentes caudales laterales al finalde cada tubo (Qe1, Qe2, Qe3), teniendo en cuenta la línea de gradiente hidráulico que une las cargas totales entre el punto A y el punt
• Figura 6.9. Flujograma para el cálculo de dos o más tuberías colocadas en serie (una a continuación de la otra), con la posiilidad de tener salidas en sus uniones.
• Figura 6.10. Continuación del flujograma para el cálculo de dos o más tuberías colocadas en serie (una a continuación de la otra), con la posibilidad de tener salidas en sus uniones. Parte correspondiente al cálculo de los diámetros y las pérdidas menores
• Figura 6.11. Continuación del flujograma para el cálculo de dos o más tuberías colocadas en serie (una a continuaciónde la ot a), con la posibilidad de tener salidas en sus uniones. Parte correspondiente al cálculo de las pérdidas en la válvula y posibil
• Figura E.6.4.a Esquema de apoyo al problema 6.4.
• Figura 6.12. Esquema que representa las líneas de gradiente hidráulico a lo largo de dos tuberías en paralelo.
• Figura 6.13. Selección del diámetro de una tubería para transportar un caudal excedente necesario cuando se tiene ya una tubería en funcionamiento y se piensa ampliar su capacidad mediante dos tuberías en serie.
• Figura E.6.5. Esquema que representa una tubería simple de PVC que transporta un caudal de 125 L/s y a la cual se le piensa añadir una tubería de 120 m de tubería en AC para aumentar la capacidad a un caudal total de 260 L/s mediante un sistema de dos tub
• Figura 6.7. Esquema que representa una red abierta que conecta un tanque de suministro A con su respectiva carga total HA, que suministra todo el caudal que circula por el sistema QA1 y atiende los respectivos caudales y cargas demandados por los nudos U1
• Figura 6.8. Primera parte del flujograma para cálculo de redes abiertas: lectura de número de nudos, de número de estanques, de caudales, niveles, del datum, de rugosidades absolutas, longitudes de tubería y cálculo de cargas dinámicas totales en cada est
• Figura 6.9. Segunda parte del flujograma para cálculo de redes abiertas: inicio del cálculo de los diámetros de las tuberías utilizando la ecuación 6.24 y suponiendo unas pérdidas iniciales iguales a las de fricción.
• Figura 6.10. Tercera parte del flujograma para cálculo de redes abiertas: afinamiento del cálculo de las pérdidas por fricción hf (i, j), con el diámetro ya calculado.
• Figura 6.11. Tercera parte del flujograma para cálculo de redes abiertas: afinamiento del cálculo de las pérdidas por fricción hf (i, j), con el diámetro ya calculado.
• Figura E.6.6a. Esquema que representa la red abierta.
• Figura E.6.6b. Esquema que representa los resultados finales para la red abierta.
• Figura 6.12. Red cerrada con efluentes QDi (salidas o demandas de caudal) y afluentes Qei (entradas) en los nudos (i).
• Figura E.6.7a. Esquema que representa el diseño preliminar que será comprobado mediante el método de Hardy Cross.
• Figura E.6.7b. Identificación de los ciclos existentes (2) y trazando, a partir del centro de cada uno, el giro con el sentido positivo en sentido de las agujas del reloj.
• Figura E.6.7c. Numeración de los nudos, tratando en lo posible de que el número uno coincida con una entrada, el número 2 con el sentido del flujo positivo y el número 3 con el sentido negativo; la numeración siguiente se orienta en el mismo sentido.
• Figura E.6.7d. Distribución del caudal de entrada (Qe1 = 80 L/s) hacia los dos sentidos posibles, con la condición de que cubran, en el sentido asignado, los caudales demandados en los nudos donde existen las salidas (QD2 + QD4 + QD6 + QD7) = (18 L/s + 2
• Figura E.6.7e. Representación gráfica de los resultados finales de la red cerrada.
• Figura 7.1. Esquema de un venturímetro.
• Figura 7.2. Esquema de tubo de Pitot. a) Para un canal; y b) Para una tubería, acompañado de un manómetro en 1.
• Figura 7.3. Orificio en la pared de un recipiente que tiene una carga constante h, bien porque está entrando un caudal idéntico al que sale o bien porque el volumen de agua acumulada es muy grande.
• Figura 7.4. Orificio en la pared de un recipiente que descarga a otro recipiente con descarga completamente sumergida o ahogada.
• Figura 7.5. Orificio en la pared de un recipiente que descarga a otro recipiente con descarga parcialmente sumergida o ahogada.
• Figura 7.6. Compuerta plana de ancho b.
• Figura 8.1. Esquema que representa el funcionamiento de una bomba de pistón alternativo o émbolo.
• Figura 8.2. Esquema que representa el funcionamiento de una bomba de diafragma. Adaptado de Castilla y Galvis (1993, p. 121).⤀
• Figura 8.3. Esquema de una bomba rotativa de engranajes.
• Figura 8.4. Bombas con carcasa y rotor concéntricos. Adaptado de Castilla y Galvis (1993, p. 58).
• Figura 8.5. Bombas cuya carcasa es de forma de voluta y el rotor es excéntrico.
• Figura 8.6. Bomba de eje vertical con el nivel de las aguas que serán elevadas por encima del eje de la tubería (bomba instalada en carga) usada en el bombeo de aguas residuales. Adaptado de Silva (1970, p. 32).
• Figura 8.7. Bomba de eje vertical (bomba sumergida) usada en el bombeo de aguas residuales. Adaptado de Silva (1970, p. 33).⤀
• Figura 8.8. Esquema que representa el funcionamiento de un ariete hidráulico.
• Figura 8.9. Esquema que representa el funcionamiento de una bomba tipo tornillo de Arquímedes.
• Figura 8.10. Esquema de la instalación de una bomba centrífuga y sus componentes.
• Figura 8.11. Esquema para determinar el aumento de carga ganado por un fluido que circula a través de una bomba.
• Figura 8.12. Esquema para ilustrar el cálculo de la carga de aspiración neta positiva (CANP).
• Figura 8.13. Selección rápida del tamaño de una bomba (Rivas, 1983, p. 196).
• Figura 8.14. Selección del impulsor: variación del rendimiento de una bomba (carga vs. gasto) con la variación del tamaño del impulsor y la potencia requerida para impulsar la bomba (Rivas, 1983, p. 195).
• Figura 8.15. Curvas específicas proporcionadas por el fabricante para un determinado tamaño de bomba e impulsor seleccionados (Rivas, 1983, p. 194).
• Figura E.8.1a. Esquema de instalación del sistema de bombeo.
• Figura E.8.1b. Curvas de operación del sistema (carga dinámica máxima y mínima) superpuestas a las curvas características de la bomba adquirida.
• Figura 9.1. Sección transversal de un canal trapezoidal usada para definir los elementos geométricos de la sección de un canal.
• Figura 9.2. Clasificación del flujo tomando el tiempo como criterio (permanente y no permanente) y el espacio como criterio (uniforme y variado).
• Figura 9.3. Esquema que ilustra los tipos de flujo tomando el espacio como criterio: flujo uniforme (FU), gradualmente variado (FGV) y rápidamente variado (FRV).
• Figura 9.4. Esquema que representa las dos suposiciones básicas para la deducción de la ecuación de Chézy.
• Figura E.9.1. Esquema del perfil longitudinal del terreno en el que se construirá un canal trapezoidal.
• Figura E.9.2. Esquema de la sección transversal circular de un canal, usado para colocar u en función de y.
• Figura 9.5. Esquema que ilustra las dos ramas de la curva de energía específica: de profundidad baja y1 y de profundidad alta y2.
• Figura 9.6. Curva de energía para un determinado caudal Q (línea continua), un caudal menor de Q (línea a trazos que se desplaza hacia la izquierda) y un caudal mayor que Q (línea a trazos que se desplaza hacia la derecha).
• Figura E.9.5. Esquema que representa las secciones transversales de flujo en un canal rectangular de pendiente de fondo horizontal que pasa de la profundidad baja (y1) a la profundidad alta (y2) en un tramo muy corto.
• Figura 9.7. Sección de un canal (izquierda) con la curva de fuerza específica respectiva (derecha).
• Figura 9.8. Esquema que ilustra el uso conjunto de la ecuación de energía (izquierda) y fuerza específica (derecha) para hallar las pérdidas DE.
• Figura E.9.7. Esquema que representa el desarrollo de un resalto hidráulico debido a la transición de paredes rectas que comunica un canal rectangular de 1.5 m de ancho y 0.40 m de profundidad con otro ubicado aguas abajo de 4 m de ancho y 2.5 m de proun
• Figura 9.9. Perfil de un vertedero de cresta aguda que ilustra las condiciones básicas que debe cumplir este tipo de aforador.⤀
• Figura 9.10. Esquema que representa las condiciones que debe cumplir un vertedero rectangular de cresta aguda.
• Figura 9.11. Esquema que representa las condiciones que debe cumplir un vertedero trapezoidal (Cipolletti) de cresta aguda.
• Figura 9.12. Esquema que representa las condiciones que debe cumplir un vertedero triangular de cresta aguda. El ángulo u puede ser cualquiera, pero el más común es el de 90°.
• Figura 9.13. Planta y perfil de la canaleta Parshall que ilustra las dimensiones de este dispositivo de aforo cuyas magnitudes se presentan en la tabla 9.2 según los rangos de caudal que se va a aforar.
• Figura 9.14. Esquema representativo de un flujo gradualmente variado.
• Figura 9.15. Perfiles de flujo con pendiente horizontal, suave y crítica para flujo gradualmente variado.
• Figura 9.16. Perfiles de flujo con pendiente empinada y adversa.
• Figura 9.17. Esquema que ilustra un pequeño tramo de canal de longitud Dx.
• Figura E.9.8. Resultados de los cálculos (perfil de flujo M1) presentados en una gráfica de Excel.
• Figura 9.18. Flujo espacialmente variado con incremento de caudal en a) canales recolectores de agua sedimentada en una planta de tratamiento y b) un canal instalado a lo largo de un vertedero y que recibe las aguas de este.
• Figura 9.19. Esquema que representa un volumen de control para un flujo espacialmente variado con incremento de caudal, el cual tiene superficies de control permeables no solo entre 1 y 2, sino también a lo largo de toda la superficie libre.
• Figura 9.20. Esquema que representa las fuerzas de presión en las superficies de entrada (1) y salida (2) en un volumen de control para un flujo espacialmente variado con incremento de caudal.
• Figura 9.21. Esquema tomado como referencia para el análisis del segundo término del segundo miembro de la ecuación 9.44.
• Figura 9.22. Componente de la fuerza gravitacional en el sentido del movimiento Wx.
• Figura 9.23. Esquema que ilustra la fuerza de fricción del agua en contacto con la superficie del canal.
• Figura 9.24. Flujo permanente espacialmente variado con disminución de caudal: a) Vertedero lateral de un canal (vertedero de excesos o aliviaderos laterales en canales que conducen aguas lluvias y negras combinadas, o colocados en conducciones después de
• Figura 9.25. Esquema utilizado para derivar la ecuación de flujo permanente espacialmente variado con disminución de caudal.
• Figura 9.26. Esquema de referencia para ilustrar el desarrollo de la derivada temporal de la ecuación de continuidad o acumulación másica en el tiempo dentro del volumen de control conformado por dos secciones de entrada y salida separadas una distancia d
• Figura 9.27. Esquema que ilustra la aceleración temporal (−V/−t) que se produce entre las dos secciones de entrada y salida separadas una distancia dx dentro del volumen de control comprendido en un tramo corto de un canal.
• prefacio
• presentación
• Capítulo 1
• Capítulo 2
• Capítulo 3
• Capítulo 4
• Capítulo 5
• Capítulo 6
• Capítulo 7
• Capítulo 8
• Capítulo 9