fluids

 Introducción

Las represas son utilizadas normalmente para regular el flujo de agua en ríos y canales abiertos. Una forma para determinar la descarga de una represa es observando la corriente por encima del cuerpo de agua o la razón de curva.

Este experimento tiene como propósito principal derivar la relación entre la carga de la represa y la descarga para los tipos de placas. Seutilizaran dos tipos de placas una rectangular y otra en forma de V con ángulos de 150 y 450. Estos se utilizan para regular el flujo y encontrar la relación que existe entre ellos.



















Teoría

La figura 1 demuestra dos diversas formas de las represas, uno en forma de V (“V notch’) y el otro en forma rectangular (“rectangular notch”).

Figura 1: Tipos deRepresas
Considere un movimiento de una partícula del líquido en la posición M, una cierta distancia contracorriente desde la represa, y una posición subsiguiente N en el plano de la placa vertical de la represa. Si no hay pérdida de energía, entonces según la ecuación de Bernoulli:

Ecuación 1
Ahora proporcione que el canal del acercamiento tiene un área seccionada transversalmente mucho másgrande que la muesca, el líquido en el plano vertical que contiene M sea comparativamente en el resto, de modo que casi sea una condición hidrostática para la cual el punto máximo tiene el mismo valor H concerniente al dato demostrado. La fabricación de la asunción posterior que Pn = 0, es decir la presión estática es atmosférica en N, ecuación #1 simplifica a
Ecuación 2

y,
Ecuación 3Ecuación 4

Figura 2: Bosquejo diagramático de las represas excesivas del flujo.

La descarga sobre cada represa se puede ahora encontrar por la integración. Para la represa rectangular de un ancho b, el área de un elemento que tiene altura dh es bdh, de modo que sea el canal del dQ del caudal él
dQ = uNbdh=bdhEcuación 5
El caudal total Q obtenido integrando entre cero y H da unresultado que descuide bajar del nivel superficial en el plano de la represa, y es
Ecuación 6
Ecuación 7

para la represa rectangular.
Para la represa de V ; la anchura de un elemento es 2(H-h) tan θ; de modo que el área del elemento que tiene la altura dh 2(H-h) tan θ dh. El caudal con él es
Ecuación 8
integrando a
Ecuación 9
Ecuación 10
La nota allí es en hechouna contracción considerable de la corriente al igual que pasos a través de la represa. Esto se puede ver claramente en el aparato para ocurrir ambos en el plano vertical, adonde se inclina la superficie superior hacia abajo sobre el resorte de la represa y de una superficie más baja de la cresta de la represa en una dirección ascendente, y en el plano horizontal. Es por lo tanto acostumbradorescribir la ecuación en la forma

Ecuación 10
para la represa rectangular, y

Ecuación 11
para la represa de V, en la cual el Cd está un coeficiente de descarga de la represa no es necesariamente independiente de H y se puede determinar por el experimento.
Otra manera de encontrar el Cd, y el exponente de H, en cualquiera de esta expresión está como sigue:
Q= kHnEcuación 12
o
logQ=log(k) + n log (H) Ecuación 13
Si los resultados del experimento se trazan en el gráfico que tiene registro log H como abscisa y el registro log Q como ordenada, después a condición de que k y n es constante sobre la gama de los resultados estarán en una línea recta que tiene pendiente n e interceptarán el log k en el eje del registro log Q.Proceso Experimental


1. Se nivelo el aparato de la represa en el banco hidráulico y se instalo uno de los tres tipos de represas (V “notch” 15o, V “notch” 45o, rectangular).
2. Se virtio el agua y se llena la porción delantera del aparato hasta que el nivel del agua es uniforme con la cresta de la represa. Se llevo este valor sobre del sostenedor de la escala y...