Resalto hidraulico

Universidad Centro Occidental “Lisandro Alvarado”
Decanato de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Fluidos II

PRACTICA 1
RESALTO HIDRAULICO

Doreliz Anais López Ochoa. C.I: 17.612.726

INTRODUCCION

El Resalto hidráulico es un fenómeno que se presenta exclusivamente en canales, cuando un flujo de agua que viaja a régimen supercrítico, choca o alcanza a una masa deagua que fluye en régimen subcrítico; presentándose abruptamente el cambio de régimen, acompañado de una gran turbulencia, disipando energía y realizando una inclusión de aire en la masa líquida.
Para que el salto hidráulico realmente se produzca, es necesario que los dos tirantes conjugados que lo acompañan (menor y mayor), sean diferentes del crítico.
En esta practica seestudiara experimentalmente los parámetros que definen un resalto hidráulico y las perdidas de energía que genera, Por otra parte, clasificaremos el resalto hidraulico en función de la “violencia“ con la cual se desarrollan, atendiendo principalmente a la “magnitud” del régimen hidráulico que se genera aguas arriba, esto mediante el numero de froude.

Practica 1 Resalto HidráulicoObjetivos: Estudiar experimentalmente los parámetros que definen un resalto hidráulico y las pérdidas de energía que genera.

Equipos: Canal de flujo universal, medidor volumétrico, compuertas de control, medidor de profundidad y cronómetro.

Aplicación: Un resalto hidráulico se presenta cuando por alguna circunstancia el flujo pasa de régimen supercrítico a régimen subcrítico, este cambio derégimen generalmente va acompañado por una importante pérdida de energía y tiene su aplicación en el diseño de estructuras hidráulicas disipadoras de energía, ya sea en la descarga de una compuerta de flujo inferior a descarga libre o en canales de conducción donde se necesite descender de una elevación superior a una inferior.

Tabla de Datos tomados en Laboratorio

Punto | Y1 (cm) | Y2 (cm) | Y3(cm) | Yc (cm) | V (m3) | T(S) |
1 | 31 | 2.3 | 12 | 6.2 | 0.5 | 26.87 |
2 | 30.3 | 2.8 | 9.6 | 5.8 | 0.5 | 26.57 |

Cálculos

Calculando cada valor para el primer punto, el segundo punto se calcula análogamente y será solo evidenciado en la tabla de resultados.

Q= Vol/T Q= 0.5/26.87=18.61*10-3m3/s (punto 1)

q=Q/B q1=18.61*10-3/0.28=66.46*10-3m3/s/m (punto 1)
dondeB=28cm=0.28m

V1=Q/A V1=18.61*10-3/0.00644 V1=2.890m/s (punto 1)
donde A=(0.28*0.023)

Fr=V/√gY2 Fr=2.890/√(9.81*0.023)=6.08 (punto 1)

Yc=3√(q2/g) Yc=3√((66.46*10-3)2/9.81)=7.66*10-2m (punto 1)

Es1=Y1+(q2/2gy12) Es1=0.31+((66.46*10-3)2/2*9.81*(0.31)2)=
31.23*10-2m (punto 1)

Es2=Y2+(q2/2gy22) Es2=0.023+((66.46*10-3)2/2*9.81*(0.023)2)=
44.86*10-2m (punto 1)

Es3=Y3+(q2/2gy32)Es3=0.12+((66.46*10-3)2/2*9.81*(0.12)2)=
13.56*10-2m (punto 1)

Emin= 3Yc/2 Emin=3/2(7.66*10-2)= 11.49*10-2m (punto 1)

∆E= Es2 – Es3 (experimental) ∆E= 44.86*10-2m - 13.56*10-2m= 31.3*10-2 (punto 1)

∆E=(Y3-Y2)3/(4.Y2.Y3) ∆E=(0.12-0.023)3/(4*0.023*0.12)=
8.27*10-2 (punto 1)

Y3/Y2 (experimental) 0.12/0.023=5.22 (punto 1)

Y3/Y2= (√(1+8Fr2)-1)/2 (Teorica) Y3/Y2=(√(1+8(6.08)2)-1)/2=
8.11 (punto 1)

Tablas de Resultados de cálculos

Pto. | Q (m3/s)*10-3 | q (m3/s/m)*10-3 | V2 (m/s) | Fr2 | Yc (m)*10-2 | Es1 (m)*10-2 | Es2 (m)*10-2 | Es3 (m)*10-2 | Emin (m)*10-2 |
1 | 18.61 | 66.46 | 2.890 | 6.08 | 7.66 | 31.23 | 44.86 | 13.56 | 11.49 |
2 | 18.82 | 67.21 | 2.401 | 4.58 | 7.72 | 30.55 | 32.17 | 12.10 | 11.58 |

ΔE(Exp.)*10-2 | ΔE (Teórica)*10-2 | ΔE/Y2 (Exp.)*10-2| ΔE/Y2 (Teórica) | Y3/Y2 (Exp.) | Y3/Y2 (Teórica) |
31.3 | 8.27 | 13.61 | 3.60 | 5.22 | 8.11 |
20.07 | 2.92 | 7.17 | 1.043 | 3.43 | 5.99 |

GRAFICAS

Y3/Y2 Vs Fr
Y3/Y2

Fr

∆E/Y2 Vs Fr
∆E/Y2

Fr

Yi
Yi Vs Es
Es

ANALISIS
Analizando el Yc (teórico) con el Y (Experimental) observamos que en el yc experimental del resalto 1 es mayor que el del resalto dos lo que difiere...