I ALUMNa: Tiempo 30 minutos. Contestar utilizando solamente esta hoja EXAMEN DE OBRAS HIDRA.ULICAS - SEGUNDO PARCIAL (19/5/2012)

1°._ Equipos antiariete. Caracteristicas, campo de empleo y proteccion que da a la conduccion cada uno de ellos.

2°._ Condiciones que ha de cumplir la PN de los tubos para satisfacer la exigencia mecanica producida par la presion interior de la conduccion (en todos los escenarios posibles de carga). Dibuje sobre el perfil de una impulsion las lineas que marcan la PDylaPMD.

3°._ Diga que condiciones han de concurrir para que sea viable proyectar un canal sin revestimiento.

4°._ Perdidas de energia que se engloban en el coeficiente de rendimiento de una bomba. Diga cual es el orden de magnitud en el que se mueve el rendirniento de las bombas de una estaci6n de elevaci6n.

5°._ Indique el campo de variacion en el que se mueve, en lineasgenerales, cada uno de los siguientes parametres en el disefio de un canal con secci6n circular revestida con hormigon:

Angulo de la secci6n en el plano del agua =

Espesor del revestimiento =

Resguardo =

Velocidad del agua =

Pendiente de la rasante =

Numero de Froude =

Perdidas de agua admisibles en un canal bien conservado en 11m2 y dia =

Resistencia caracteristica del hormigon=

Consistencia del hormig6n (descenso en cono de Abrams) =

Separaci6n entre juntas transversales de contracci6n =

SEGUNDO EXAMEN PARCIAL DE OBRAS HIDRAULICAS (5- a.so, EBlCep) 19 DE MAYO DE 2012

Nombre 1er apellido N° matricula

Tiempo para este ejercicio: 45 minutos

Se esta redaetando el proyeeto de puesta en riego de una finea. El agua se bombea desde un embalse eercano hasta un balsa de regulacton, que estara situada a media ladera en una zona de pendiente suave, siendo posible ubicarla mas alta a mas baja segun convenga.

Las caracteristicas de la red de distribuci6n (tramos, caudales, longitudes y cotas piezornetrtcas minimas requeridas) se muestran en el esquema incluido a continuaci6n.

Balsa de regulaci6n

PM470 PM 465

Trame 1 q=180 lis L=1.500 m

Trame Z q=80 lis

L=1.800 m

Trame 3 q=100 lis L=600 m

PM 480 0--------0 PM470 Trame 4 q=60 lis L=800 m

En la tabla adjunta se muestran los diarnetros de las posibles tuberfas a emplear, los eaudales maxirnos que pueden transportar can la condiei6n de velocidad estableeida (Vrnaxima<1,8 m/s), los precios incluyendo la apertura y cierre de la zanja, el montaje y la lnstalaclon de piezas especiales, y las perdldas de earga para un tramo de longitud L=1.000 m y un caudal q =1 m3 Is.

Diarnetro mm

Caudal maximo

115

Precio €/1.000 m

Ah (para L=1.000 m y

q=1 m3/s)

m

200 57 25.300 7.916

250 88 33.100 2.408

300 127 41.600 911

350 173 50.600 400

400 226 60.300 196

450 286 70.500 105

500 353 81.900 60

Se pide:

1. Calcule los diarnetros optirnos de las tuberias de la red de distrtbucton que parte de la balsa de regulacicn.

hm3/ano,Para ella considere que se preve bombear un volumen de 1,6 que el rendimiento electrornecanico de los grupos es del 74%, que la energia tiene un precio de 0,07 €/kWh, que la vida util de las tuberias es de 20 aries y que la tasa de actualizacion es del 6%.

2. Indique la cota a la que deberia situarse la balsa de regulaei6n.

EXAMEN EXTRAORDINARHl DE08RAS HIDRAuliCAS (50 CURSO, ETSICCP) 19 DE MAYODE 2012

1er apellido 2° apellido N° matriculaNombre:

Tiempo para este ejercicio: 50 minutos

Se esta proyectando una estacion de bombeo junto con su correspondiente conduccion para el regadio de una zona de 2.000 ha con una dotacion de 4.000 m3/ha y afio, EI agua se tornara en un canal y se elevara a

una balsa, que tiene capacidad suficiente para la regulacion anual. Desde la balsa se abastece directamente

a la zona regable. Todos los datos de este bombeo se muestran en la figura.

328 Zona regable

2.000 ha

Limpul,i6n. = 2.500 m 2 tuberias iguales

L.,piraci6n = 500 m 1 unica tuberia

Est. bombeo Canal

256

Se pide: ; P .: Paraq=lm3/s

D" recto .. iarnetro (para 1 km) [Perd. Carga !Grad. cambio 1. Estime justificadamente el diarnetro de la tuberia de

; (para 1 km) I __aspiracion y de las dos tuberias de impulsion. Para

I--.J_.--L ~h : G_C__ello suponga que la estacion de bombeo funcionara mm € I m/km ~/m

1

de forma continua durante los 183 dias de la i 57.530 765,7 ;@iWWiib"""i" -""orI300carnpafia de riego (de abril a septiembre) y que el 163.920 ; j 10,64400rendimiento de los motores puede estimarse en un

500 L 87.100'1 ~~~~~ 1 ~~~ 92%. Los precios, perdidas de carga y gradiente de 600 L~15.580! 18,99 jf------Icambio para un caudal de 1 m3/s se muestran en la 700 146.570 I 8,346 ' 2.911tabla adjunta. Considere que la vida util de las [I 7.4:l8­i-I­

800 i 178.110 i 4,095 t-,----Ituberfas es de 20 afios, que la tasa de actualizacion es I··········· t-..· i j 23.138

900 , 222.300' 2,185 t-,------1del 5% y que el precio de la energia p = 0,10 € /kWh. 1.000 r""26S':820'fu46 -~338_

Aviso. Recuerde que la impulsion est6 formada par dos ~"". , I 92.143 1.100 554 .jtuberfas iguales. Las perdidas de carga (para 1 km) y el [ ..:3 11. 0,749 f.. 176.938

gradiente de cambia que se indican en la tabla son para 1.200 i 360.770 i 0,471 r:: '-+;;;,;..;·i'!!b;C":, <m';1 una unica tuberfa par la que pasa un caudal de 1 m3/s.

2. Sabiendo que la estacion de bombeo debe tener varios grupos iguales en paralelo, hasta un maximo de 6 grupos, seleccione el modelo de bomba a instalar de entre los dos indicados en el reverso (son

bombas de doble aspiracion), indicando el rodete y el nurnero de grupos mas adecuado.

3. Calcule aproximadamente el importe que deben pagar anualmente los regantes por gastos de energia de bombeo.

CPH 200-520 250/200 100434

NPSHr

! t ...;....~_

··············1

M

3

M

9

50 i---+--+--~-+--+--+_.-+--+--+---t

40 -i-._-+--+--+--+--+--+~--+--+--+-

70

12

30

o

80

60

KW

120 i·········+······

180

120

240 -1--+-+--[--- i~--+-+-+_-·j--~f_--t·-_+-+=.....-F'___j-__±::;;;

CV

360

240

120

o Vsg

- - _ _._ _ ·············T ······································T .................................................._ ·--·f····_··_··_····- -_..-._ - ····················--1·_····_······- .. -.._-_.,

o 300 600 900 1200

CPH 300-560 400/300 100442

M

8

4

M

1 20 -i-~.~±~--+---'-i·

1 00 -i-_!l-!5£.a--!---+-!---+­

80

60 -I--_·····~f---_+--+--~·-_··+~·'-:-."""'1'..,.._.d::-~'c--H-.+-.-.--=""!"'-=-+--;7q----P.....=-+---+--~-1

Q-P KW

300

100 o 200

_______~L_..• _ •.... 400 , 600

"1450 r.p.Tn.

.J I/S9

a 250 500 ~ I ~----·-·-·_·--··T···-···-_· .....~~~---------.~

750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 rn3/h

, . JNDO EXAMEN PARCIAL DE OBRAS HIDRAULICAS (5° cuaso, ETSICCP) 19 DEMAYO DE 2012

~bre: 1er apellido 2° apellido N° matrkula

/iempo para este ejercicio: 45 minutos

Una comunidad de regantes va a construir una estacion de bombeo para mejorar la produccion de los cultivos, aprovechando un embalse y un deposito existentes. El sistema toma el agua del embalse inferior situado a la cota 310 y 10 lleva hasta el deposito superior situado a la cota 380. La conduccion esta formada por dos tramos. El primero, que une los puntos A y B, se construye con una tuberia reforzada para resistir el golpe de ariete de diarnetro 400 mm y longitud de 500 m. El segundo, que une los puntos By C, se construye con una tuberia normal de diarnetro 700 mm y longitud 2.000 m. En la figura se presenta un esquema del sistema de bombeo.

La zona regable a la que va destinada el agua bombeada tiene una superficie de 1.000 ha. La dotacion media de 3/halos cultivos es de 6.500 m y afio.

La estacion de bombeo esta formada por un unico grupo de 3 etapas. En el reverse de la hoja se adjunta la curva caracteristica de una etapa de la bomba. Considere que el rendimiento del motor es del 92 %.

Chimenea de equilibrio ----.. 380

---------------r-----~~--------------360--­

-----------------~-B

..I.-_~.JJ A

~Estaci6n de bombeo

C \L=2km Deposito

<I> 700 mm superior

Embalse

\'=:-­

Se pide:

1. Para el rodete de diarnetro <t> 328 mm obtenga el punta de funcionamiento sobre la curva caracteristica de la figura del reverse de la hoja. Determine el caudal y la altura de bombeo. Considere una n de Manning de 0,013, unas perdidas localizadas en el tramo AB de 6·v2/2g y unas perdidas localizadas en el tramo BC de 5·v2/2g, que no incluyen la energia cinetica a la entrada del deposito superior.

2. Calcule el coste anual de la energia de bombeo. El precio de la energia es de 0,08 €/kWh.

3. Calcule el VAN de la obra. Para este apartado considere las siguientes indicaciones: • El coste del edificio de la central es de 300.000 €, el de la bomba es de 50.000 € y el de la chimenea de

equilibrio es de 100.000 €. El coste de la tuberia normal de 700 mm es de 356.000 €, mientras que el coste de la tuberia reforzada de 400 mm es de 115.000 €.

• La vida util de la central y de la chimenea de equilibrio es de 30 aries, la de las tuberias es de 20 aries y la de la bomba es de 15 aries.

• Las obras de construccion tienen una duracion de 3 aries, repartiendose los costes a iguales proporciones cada ana y concentrados al inicio de cada ario. Estos costes de construccton se financian mediante un credito con una tasa de interes del 7%, saldando la deuda total a los 25 aries del inicio de la construccton.

• Los gastos de mantenimiento y explotacion anuales son de 60.000 €. Los gastos de mantenimiento y explotacion y energia se concentran al final de cada afio,

• Los beneficios que se obtienen por aumento de la productividad de los cultivos gracias al bombeo se estiman en 350 €Iha y ano.

• Para calcular la actualizacion de beneficios y costes considere una tasa de descuento del 4 %.

NOTA: Debe entregar esta hoja y las hojas adicionales que utilice para la realizacion del ejercicio. Se valorara positivamente la organizacion y claridad del ejercicio. Considere valores razonables para los datos que no esten incluidos en el enunciado.

R1\11 I') t: 0 I) t") 100 190 250/300 II

. ~

-... c..v <a«:1-------------'------11 M

35

30

25

20

15

10

10 ')':::0 -~%--r--.- 700

--- o 7AOL "-' v IV

I lli~o Yo

0310 83,5%'---~ ~N I ~;15%

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I I ~0 28

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~::::- 031

~

-----

,.-

::::::::::::::--~ 03001 0288- ---~

1450fRPM

KW

90

70

50

30

20

o 50 100 150 200 250 300 350 400 I/sg ! I I I I ! I 1 j i !I I I I I

o 200 400 600 800 1000 1200 1400 m3/h