Resalto Hidraulico

RESALTO HIDRAÚLICO

RESUMEN – Este documento presenta un análisis del efecto de los Resaltos Hidráulicos y las pérdidas debidas a situaciones de flujo turbulento.

I. INTRODUCCIÓN
E
L control del flujo del agua en resalto hidráulico, y su estudio para la disipación de energía nos permite dentro de muchas otras aplicaciones, prevenir la socavación de aguas bajo estructuras, fenómeno devital importancia en la construcción de centrales hidroeléctricas.
II. OBJETIVOS
* Determinar el resalto hidráulico que se presenta en un canal abierto rectangular y con un caudal constante.

* Establecer los tipos de flujo presentes en el resalto hidráulico.
III. RESALTO HIDRAÚLICO

1. ELEMENTOS DE LABORATORIO.
El equipo utilizado para este laboratorio fue el Canal deFluido CF 80/5 (EDIBON), ubicado en las instalaciones del Laboratorio de Materiales de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Facultad Tecnológica.
El Canal de Fluido cuenta una sección de 80 x 300 mm y una longitud total de 5 m. Se encuentra instalado sobre dos soportes que permiten graduar el nivel de inclinación y por medio de una bomba de impulsión monofásica (110V/60Hz, 0,37 W,2800 r.p.m.) se conduce el agua a través del canal.



De acuerdo a las características de flujo continuo permanente de agua de agua de canales abiertos, y la sección del canal en mención, se tiene que:

TIPO DE FLUJO
Q=V1A1=V2A2 [1]
Ecuación 1 – Ecuación de Continuidad
Según especificaciones técnicas del canal hidráulico utilizado, se conoce el valor de Q,como:
Q=3600 [lh]
ELEMENTOS GEÓMETRICOS DE LA SECCION DE UN CANAL

Imagen 1 - Sección de Canal
De a cuerdo a las características del canal de fluido utilizado en esta práctica, se tiene que:
Área=by [m2]
Siendo para nuestro canal, el ancho superficial de:
b=65 [mm]

PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
A partir del principio de conservación de energía: la energía potencial,cinética y de presión encontrada en la sección 1, antes del resalto debe ser igual a sumatoria de la energía potencial, cinética y de presión encontrada en la sección 2 mas la perdidas efectuadas por el resalto.

Imagen 2 - Principio de conservación de la energía

Donde:
Energía Potencial: Z
Energía Cinética: V22g
Energía de Presión: ργ
Implementando la Ecuación de Energía paranuestro canal se obtiene que:
z1+P1γ+V122g=z2+P2γ+V222g+∆h [2]

Imagen 3 - Resalto Hidráulico

Considerando que el canal no cuenta con un grado de inclinación por lo que Z1=Z2 se candela de nuestra ecuación de energía.
P1γ+V122g-∆h=P2γ+V222g
También se considera que el valor de energía de presión equivale al valor de la altura del fluido:
ργ=y
Se obtiene:Y1+V122g-∆h=Y2+V222g
Aplicando la Ecuación de Continuidad, para nuestro tipo de flujo:
Q=VA por tanto V=Q/A
Reemplazando, se obtiene:
Y1+Q22gA12-∆h=Y2+Q22gA22
Considerando las características de sección geométrica del canal donde A= by, nuestra ecuación queda:
Y1+Q22g(b2y12)-∆h=Y2+Q22g(b2y22)
Finalmente, considerando un caudal constante y el valor de la constante K “Constante de AceleraciónGravitacional”
K=2gb2=2(9,8)(0,065)2
K≈0,083 [m3/s2]
Se obtiene la ecuación de Energía Especifica del Canal Hidráulico en términos de la altura de lámina de agua.
y1+Q2ky12-∆h=y2+Q2ky22 3
2. OBTENCION DE DATOS – PROCEDIMIENTO.
Se realizo la obtención de datos, teniendo en cuenta el siguiente procedimiento:

1) Se ubican dos elementos de gran importancia alo largo del canal: el aliviadero y el obstáculo con una separación entre los mismos de aproximadamente 4 m, el último elemento generara un resalto hidráulico en el fluido.

2) Posterior a esta acción se abre la válvula, permitiendo el paso de agua través del canal, se verifica el cumplimiento del ciclo cuando el agua regresa al depósito y se estabiliza por completo el fluido....