CONDUCCIONES LIBRES
Páginas: 9 (2142 palabras)
Publicado: 20 de noviembre de 2013
CONDUCCIONES LIBRES
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS.-
La conducción de líquidos se puede dividir en dos grandes grupos: conducciones libres y conducciones forzadas. La principal diferente entre los dos tipos de conducciones es que las conducciones libres tienen una superficie libre expuesta a la presión atmosférica.
Las conducciones libres tienen una gran aplicación, por ejemplo: sistemas deriego; sistemas de drenaje; conducción de agua para acueductos y la industria; plantas de tratamiento de residuales, y muchos otros.
Los objetivos del presente práctico son los siguientes:
Ejercitar el cálculo de los elementos geométricos de un canal.
Comprobar experimentalmente algunas fórmulas de cálculo de régimen uniforme.
Obtener el coeficiente de rugosidad en un canalrectangular.
FUNDAMENTO TEORICO.-
En LA Figura se muestran los perfiles longitudinales de una conducción forzada y una conducción libre.
En la conducción forzada la rasante piezométrica se encuentra por encima de la tubería, lo que se puede apreciar por el ascenso del agua en los piezómetros colocados en las secciones 1 (aguas arriba) y 2 aguas (abajo). En este tipo de conducción nose presenta una superficie libre pues el líquido se encuentra confinado entre las paredes de la tubería.
En la conducción libre existe una superficie libre que puede variar al cambiar las condiciones de circulación. En el caso de que el flujo sea paralelo y la inclinación del fondo del canal sea suave, la rasante piezométrica puede coincidir con la superficie libre del liquido.
El estudio delas conducciones libres resulta de mayor complejidad que el de las forzadas por lo siguiente:
La superficie libre puede variar en el tiempo y en el espacio.
La profundidad de circulación, el gasto y la pendiente del fondo del canal están relacionadas.
Las variaciones de la rugosidad, además de ser mayores que las de las conducciones forzadas, ocurren al cambiar la posición de lasuperficie libre.
Clasificación del flujo en conducciones libres.-
El flujo se clasifica atendiendo a diferentes criterios. Es importante recordar dos tipos de clasificaciones: la referente al cambio de la profundidad de circulación respecto a dos criterios: el tiempo y el espacio; la clasificación referente a las fuerzas predominantes.
Clasificación atendiendo al criterio tiempo yespacio.-
Criterio tiempo: Régimen permanente e impermanente.
El flujo en el canal el permanente si la profundidad de circulación, en una sección transversal cualquiera, no varía con respecto al tiempo.
El régimen es impermanente si la profundidad varía con el tiempo.
Criterio espacio: Régimen uniforme variado. El régimen es uniforme cuando la profundidad de circulación es la misma endiferentes secciones para un instante de tiempo dado.
El régimen es variado cuando varía la profundidad de circulación para diferentes secciones en un instante de tiempo dado.
En las figuras se muestran las cuatro combinaciones de flujo que se pueden presentar: régimen permanente y uniforme; régimen permanente y variado; régimen impermanente y uniforme y régimen impermanente y variado.Clasificación atendiendo el criterio de las fuerzas predominantes.-
Esta clasificación diferencia los flujos de agua en las conducciones libres en función de las fuerzas dominantes: viscocidad y gravedad, en relación con las fuerzas de inercia del flujo.
Efecto de la viscocidad.
En dependencia de la relación de las fuerzas de viscocidad y las de inercia del flujo se puede clasificar enlaminar, transnacional y turbulento. El número de Reynolds permite clasificar el flujo:
(4.1)
Donde:
FI = Fuerzas de inercia
FV = Fuerzas de viscosidad
V = Velocidad media del flujo, en m/s.
L = Longitud característica, en conducciones libres es el radio hidráulico (R), en m.
= Viscosidad cinemática del liquido, en m2/s....
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS.-
La conducción de líquidos se puede dividir en dos grandes grupos: conducciones libres y conducciones forzadas. La principal diferente entre los dos tipos de conducciones es que las conducciones libres tienen una superficie libre expuesta a la presión atmosférica.
Las conducciones libres tienen una gran aplicación, por ejemplo: sistemas deriego; sistemas de drenaje; conducción de agua para acueductos y la industria; plantas de tratamiento de residuales, y muchos otros.
Los objetivos del presente práctico son los siguientes:
Ejercitar el cálculo de los elementos geométricos de un canal.
Comprobar experimentalmente algunas fórmulas de cálculo de régimen uniforme.
Obtener el coeficiente de rugosidad en un canalrectangular.
FUNDAMENTO TEORICO.-
En LA Figura se muestran los perfiles longitudinales de una conducción forzada y una conducción libre.
En la conducción forzada la rasante piezométrica se encuentra por encima de la tubería, lo que se puede apreciar por el ascenso del agua en los piezómetros colocados en las secciones 1 (aguas arriba) y 2 aguas (abajo). En este tipo de conducción nose presenta una superficie libre pues el líquido se encuentra confinado entre las paredes de la tubería.
En la conducción libre existe una superficie libre que puede variar al cambiar las condiciones de circulación. En el caso de que el flujo sea paralelo y la inclinación del fondo del canal sea suave, la rasante piezométrica puede coincidir con la superficie libre del liquido.
El estudio delas conducciones libres resulta de mayor complejidad que el de las forzadas por lo siguiente:
La superficie libre puede variar en el tiempo y en el espacio.
La profundidad de circulación, el gasto y la pendiente del fondo del canal están relacionadas.
Las variaciones de la rugosidad, además de ser mayores que las de las conducciones forzadas, ocurren al cambiar la posición de lasuperficie libre.
Clasificación del flujo en conducciones libres.-
El flujo se clasifica atendiendo a diferentes criterios. Es importante recordar dos tipos de clasificaciones: la referente al cambio de la profundidad de circulación respecto a dos criterios: el tiempo y el espacio; la clasificación referente a las fuerzas predominantes.
Clasificación atendiendo al criterio tiempo yespacio.-
Criterio tiempo: Régimen permanente e impermanente.
El flujo en el canal el permanente si la profundidad de circulación, en una sección transversal cualquiera, no varía con respecto al tiempo.
El régimen es impermanente si la profundidad varía con el tiempo.
Criterio espacio: Régimen uniforme variado. El régimen es uniforme cuando la profundidad de circulación es la misma endiferentes secciones para un instante de tiempo dado.
El régimen es variado cuando varía la profundidad de circulación para diferentes secciones en un instante de tiempo dado.
En las figuras se muestran las cuatro combinaciones de flujo que se pueden presentar: régimen permanente y uniforme; régimen permanente y variado; régimen impermanente y uniforme y régimen impermanente y variado.Clasificación atendiendo el criterio de las fuerzas predominantes.-
Esta clasificación diferencia los flujos de agua en las conducciones libres en función de las fuerzas dominantes: viscocidad y gravedad, en relación con las fuerzas de inercia del flujo.
Efecto de la viscocidad.
En dependencia de la relación de las fuerzas de viscocidad y las de inercia del flujo se puede clasificar enlaminar, transnacional y turbulento. El número de Reynolds permite clasificar el flujo:
(4.1)
Donde:
FI = Fuerzas de inercia
FV = Fuerzas de viscosidad
V = Velocidad media del flujo, en m/s.
L = Longitud característica, en conducciones libres es el radio hidráulico (R), en m.
= Viscosidad cinemática del liquido, en m2/s....
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.