Flujo De Fluidos En Canales Abiertos

7/2/2013

FLUJO DE FLUIDOS EN CANALES ABIERTOS

Tania Bautista Rubio Sergio Blázquez Romero Natalia Aguirre Mendoza Nora Vidal Duarte Jessica Álvarez González

Flujo de fluidos en canales abiertos 2013

ÍNDICE:

1. Objetivos: ............................................................................................... 3 2. Procedimiento experimental:................................................................. 3 3. Cálculos, resultados y discusión: ............................................................ 3
3.1. Determinación de los parámetros de flujo. ....................................................................... 3 3.2. Medida de caudales empleando vertederos.................................................................... 13 3.3. Estudio delfuncionamiento de un sifón. ......................................................................... 18

4. Conclusiones: ....................................................................................... 19 5. Bibliografía: .......................................................................................... 20

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Flujo de fluidos en canales abiertos 2013

1. Objetivos:
En estapráctica estudiaremos el comportamiento de los líquidos circulando a través de canales abiertos. Vamos a considerar aspectos relevantes en el diseño de los canales como la variación de la pendiente del canal, los fenómenos de sedimentación y erosión así como la presencia de accidentes tales como compuertas, vertederos o sifones.

2. Procedimiento experimental:
Disponemos de un canal hidráulico, cuyoesquema se muestra en la siguiente figura, y que servirá para realizar diversas experiencias relacionadas con el comportamiento de un fluido en un canal abierto.

Ilustración 1. Montaje experimental.

3. Cálculos, resultados y discusión:
3.1. Determinación de los parámetros de flujo. a) Calcular el factor de rugosidad medio correspondiente a la solera del canal. Razonar cuál sería el grado desimilitud del valor obtenido con los factores de rugosidad que se obtendría en canales reales. Experimentalmente realizamos 4 medidas: una sin inclinación del equipo y con inclinaciones de 1,2 y 3 cm respectivamente. Se obtuvieron los siguientes valores:

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Tabla 1. Datos experimentales para inclinación 0.

Inclinación 0 m Q (m /s) 5,56·101,11·10-3 1,67 ·10-3
-4 3

y aguas arriba (m) 0,0202 0,03 0,036

y aguas abajo (m) 0,017 0,022 0,028

ymedia (m) 0,0186 0,026 0,032

Tabla 2. . Datos experimentales para inclinación 1.

Inclinación 0,01 m Q (m3/s) 5,56 ·10-4 1,11·10-3 1,67 ·10-3 y aguas arriba (m) 0,01 0,017 0,019 y aguas abajo (m) 0,012 0,02 0,024 ymedia (m) 0,011 0,0185 0,0215

Tabla 3. . Datos experimentales parainclinación 2.

Inclinación 0,02 m Q (m3/s) 5,56 ·10-4 1,11·10-3 1,67·10-3 y aguas arriba (m) 0,008 0,011 0,018 y aguas abajo (m) 0,01 0,015 0,019 ymedia (m) 0,009 0,013 0,0185

Tabla 4. . Datos experimentales para inclinación 3.

Inclinación 0,03 m Q (m3/s) 5,56 ·10-4 1,11·10-3 1,67 ·10-3 y aguas arriba (m) 0,006 0,011 0,015 y aguas abajo (m) 0,009 0,015 0,016 ymedia (m) 0,0075 0,013 0,0155

Parasaber cómo varía el factor de rugosidad n en función de la pendiente, primero debemos conocer el radio hidráulico (Rh) con la siguiente fórmula:

Donde: b: ancho del canal (0,08m). y: profundidad del líquido (m).

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Una vez hallado el Rh hacemos uso de la siguiente expresión, de donde despejamos el factor de rugosidad (n):

Donde: Q: caudal(m3/s). S0: pendiente del canal; se calcula midiendo la elevación de la solera en el apoyo donde se encuentra la regla así como la distancia que hay entre está y el eje fijo del canal:

S0 L

d

A modo de ejemplo calculamos, el factor de rugosidad para el primer caudal con inclinación de 1cm del canal:

Los resultados obtenidos para los demás datos se recogen en la siguiente tabla:
Tabla...