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PRACTICA No. 2

ENERGÍA ESPECÍFICA (Efecto drop”)

OBJETIVO

En esta práctica se estudia el flujo en un canal rectangular, sin pendiente, que de pronto se encuentra con una sobre elevación (gradual) de su plantilla. El régimen de este flujo es subcrítico.
En el canal de pendiente variable está dispuesto un obstáculo del mismo ancho del canal, el cual eleva la plantilla de éste en un tramorelativamente corto. Se podrá observar el abatimiento que sufre el tirante por causa del obstáculo.
El alumno estudiará los efectos en el régimen de flujo de un canal, al encontrarse con una sobre elevación en su plantilla

INSTALACION Y EQUIPO

Canal de pendiente variable, limnímetro, tubo de Pitot, flexómetro, cronómetro, nivel de albañil, nivel montado y regla metálica.

DESARROLLO

1.Verifique con el nivel de albañil que el canal tenga una pendiente S = 0, o sea, que esté en posición horizontal.

2. Efectúe con el limnímetro las lecturas (Ho) en el piso del canal en dos secciones: la primera aguas arriba de la elevación de la plantilla (obstáculo) y la segunda sobre el obstáculo colocado en el canal aproximadamente (a la mitad del obstáculo). Mida con el flexómetro laaltura de la plantilla u obstáculo (diferencia de altura entre las dos plantillas). Anote, en la hoja anexa, los datos obtenidos.

3. Determine el "Ho", en el canal de retorno ubicado en el exterior del Laboratorio. Para ello, con ayuda del limnímetro, haga coincidir la punta del limnímetro con la cresta del vertedor rectangular. También deberá medir el ancho del canal y la altura del vertedor.

4.Abra la válvula de alimentación y permita el paso del flujo a lo largo del canal. Espere el tiempo necesario para que se normalice el flujo. Una vez que esto suceda, efectúe con el limnímetro (en las mismas dos secciones mencionadas en el paso No. 2) las lecturas en la superficie libre del agua. Para esto, haga cinco mediciones en cada sección, a intervalos constantes de tiempo.

5. Introduzcael tubo de pitot en la primera sección en sentido al flujo. Hágalo en el centro, y en ambas márgenes y en tres profundidades: fondo, media y superficie.

6. Cheque los valores del tiempo obtenidos de tal manera, que permitan imaginar una distribución de velocidades satisfactoria. Si no es así, vuelva a efectuar las lecturas en aquellos sitios donde los valores se hayan disparado.

7. Mida ladistancia entre las dos secciones en donde se colocó el limnímetro y el ancho del canal. Localice el inicio de la elevación de la plantilla y en dónde termina ésta, todo referido a la sección aguas arriba.

8. Efectúe en el vertedor rectangular, que está en el exterior del laboratorio, cinco lecturas de la carga sobre la cresta H1.

9. Cierre la válvula de alimentación y limpie el equipo y lainstalación utilizada.

REPORTE

1. Calcule la velocidad media a partir de las velocidades obtenidas en los puntos donde se colocó el tubo de Pitot.

2. Calcule el gasto en la sección aguas arriba del obstáculo.

3. Calcule el gasto en el vertedor rectangular.

4. Compare el gasto obtenido en el canal de pendiente variable con el obtenido en el canal de retorno. Si existe diferencia enlos valores obtenidos, haga un comentario respecto a las causas por las cuales se obtuvieron valores diferentes.

5. Calcule con la ecuación de continuidad, el tirante en la sección aguas arriba del obstáculo conociendo el gasto medio en el canal de pendiente variable. Vea si hubo variación de resultados con respecto al vertedor rectangular y la velocidad media estimada con el tubo de Pitot.6. Calcule con las ecuaciones de continuidad y Bernoulli, el tirante y la velocidad en la sección sobre el obstáculo, sin considerar pérdidas.

7. Dibuje en papel milimétrico el perfil del canal en donde sea posible apreciar las cargas de presión, velocidad y posición en ambas secciones; así como, la localización del obstáculo. Todo lo anterior a una escala adecuada.

8. Aplicando la ecuación...
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