08 09 Canal Hidrodinamico

PRÁCTICA: CANAL HIDRODINÁMICO

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Descripción de los equipos y esquema de la instalación
El equipo utilizado para esta práctica es un Canal Hidrodinámico para ensayo de una presa de
cresta ancha y un medidor de caudal en canal Venturi. El canal es transparente con una longitud
de 2,5 m de largo. El agua es impulsada por una bomba centrífuga desde un depósito dealmacenamiento que cierra el circuito de agua.

1. Elemento para canal de 2,5 m.
2. Elemento de admisión con efecto de tobera.
3. Ranura para rebosadero
4. Elemento de desagüe.
5. Depósito de almacenamiento con válvula de desagüe.
6. Instrumento de medición de caudal.
7. Válvula de bloqueo.
8. Caballete con rodamiento fijo, bomba centrífuga y caja de distribución.
9. Conducto de presión.
10. Válvula deevacuación con empalmes de medición.
11. Ajuste de inclinación con volante de mano.

Área de Máquinas y Motores Térmicos

Prácticas de Laboratorio

Objetivos. Los objetivos de esta práctica son:
1. Obtener el caudal de agua a partir del nivel aguas arriba en una presa de cresta ancha
2. Observar la transición desde el comportamiento de presa aliviadero hasta el
comportamiento de dique sumergible.
3.Obtener el caudal de agua a partir del nivel aguas arriba en un canal Venturi.
4. Observar la propagación de perturbaciones en distintos tipos de flujo.

Introducción teórica.
Presa de cresta ancha
Una presa de cresta ancha es un bloque rectangular de altura Pw y longitud Lw que tiene una
cresta horizontal sobre la cual el flujo es crítico. Se coloca con la intención de provocar una
elevaciónartificial del nivel aguas arriba.

Según la altitud de la corona de la presa en relación al nivel aguas abajo, las presas se clasifican
en:
- Presas aliviadero.
- Diques sumergibles.
La misma presa puede presentar comportamiento de aliviadero o de dique sumergible
dependiendo del caudal de desagüe. Cuando el caudal es pequeño, la presa actúa como presa
aliviadero, pero con grandes caudales laprofundidad aguas abajo aumenta con mayor rapidez
que aguas arriba y entonces se comporta como dique sumergible. La transición de un
comportamiento a otro se produce cuando el nivel aguas abajo supera la altura de la corona de la
presa.
El parámetro decisivo a la hora de dimensionar una presa en el curso de un río es la altura del
aliviadero h. Esta altura se debe medir aguas arriba a una distancia de lapresa L > 4h. Si se

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fijan la altura Pw y el ancho b de la presa, el cálculo de la altura del aliviadero se reduce a la
dependencia h=f(Q).

En un dique sumergible es difícil determinar matemáticamente su comportamiento, debido al
remanso. En un aliviadero perfecto (nivel aguas abajo debajo de la corona de la presa) se
obtiene como se describe a continuación.
El flujo sobe una obstrucción losuficientemente alta en un canal abierto es siempre crítico. Por
lo tanto la velocidad de flujo sobre un vertedero lo suficientemente ancho se expresa como:
(1.1)
Donde yc es la velocidad crítica. Entonces el caudal sobre un vertedero de ancho b puede
expresarse como:
(1.2)
Para relacionar la velocidad crítica yc con la altura del aliviadero h, se utiliza la ecuación de la
energía ente la secciónaguas arriba y la sección sobre el vertedero para flujos con fricción
despreciable:

(1.3)

Sustituyendo Vc de la ecuación 1.1 en 1.3, despejando yc y sustituyendo en 1.2 se obtiene:

(1.4)

Se pueden considerar los efectos de la fricción introduciendo un coeficiente de descarga del
vertedero μ. Una ecuación que estima el caudal como función de la altura aguas arriba es:

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(1.5)

Canal VenturiDe la misma forma que el medidor Venturi en tubos se utiliza para medir el caudal en flujos
cerrados, el canal Venturi se utiliza para medir el caudal en canales abiertos. El medidor Venturi
consiste en dos placas colocadas a cada lado del canal para producir un estrangulamiento en su
sección.

El cálculo del caudal de paso Q por un medidor Venturi se basa en la Ecuación de Continuidad
entre dos...