1. Memoria de cálculo

1. MEMORIA DE CÁLCULO

Datos del canal rectangular obtenidos en laboratorio:

Sección | Tirante (y) | ham |
1 | 0.218 m | 0.0072 m |
2 | 0.078 m | 0.0342 m |
3 | 0.053 m | 0.1252 m |

1.1. Calcular el gasto Q, en m3/s con la ecuación de la tobera:
Q=0.1239√∆h
Q=0.12390.017m=0.016 m3s
1. 2. Con los tirantes medidos en las tres secciones determinar:
1.2.1 Área hidráulica A=bySección 1 A1=0.2m * 0.218 m=0.0436 m2
Sección 2 A2=0.2m* 0.078 m=0.0156 m2
Sección 3 A3=0.2m * 0.053 m=0.0106 m2
1.2.2 Perímetro mojado P=b+2y
Sección 1 P1=0.2 m+2*0.218 m=0.636 m
Sección 2 P2=0.2m+2* 0.078 m= 0.356 m
Sección 3 P3=0.2m +2* 0.053 m= 0.306 m

1.2.3 Radio hidráulico Rh= AP
Sección 1 Rh1=0.636 m20.0436 m= 0.069 m
Sección 2 Rh2=0.0156 m20.356 m= 0.044 m
Sección 3Rh3=0.0106 m20.306 m= 0.035 m
1. 2.4 Ancho de superficie libre T=b
Sección 1 T1=0.2 m
Sección 2 T2=0.2 m
Sección 3 T3=0.2 m
1. 2.5 Velocidad media V= QA
Sección 1 V= 0.016 m3s 0.0436 m2 =0.367 m/s
Sección 2 V= 0.016 m3s 0.0156 m2 =1.026 m/s
Sección 3 V= 0.016 m3s 0.0106 m2 =1.509 m/s
1.2.6 Carga de velocidad V22g
Sección 1 (0.367 m/s)22*9,81 m/s2= 0.0069 m
Sección 2 (1.026m/s)22*9,81 m/s2= 0.053 m
Sección 3 (1.509 m/s)22*9,81 m/s2= 0.116 m
1.2.7 Tipo de flujo de acuerdo con:
* Número de Reynolds Re= V* Rh v

Sección 1 Re=0.367 m s * 0.142 m1 x 10-6 m2s = 25323

Sección 2 Re=1.026 m s * 0.044 m1 x 10-6 m2s =45144

Sección 3 Re=1.509 m s * 0.035 m1 x 10-6 m2s = 52815

* Número de Froude Fr= Vgy

Sección 1 Fr= 0.367 m/s 9,81 m/s2*0.218m= 0.251 1 :Supercrítico

* Tiempo: De acuerdo a la observación hecha al escurrimiento en una vista en perfil durante un periodo de tiempo considerable, se pudo notar que en una misma sección del canal el tirante permanecía constante, lo cual permite afirmar que el área hidráulica tampoco presentaba cambios, pues además la geometría del canal era fija, por ende se puede suponer que nohabían variaciones de velocidad en función del tiempo, dando como resultado que el flujo era permanente, es decir dAdt=dvdt= 0.

* Espacio: Debido a que la superficie libre del flujo en el canal se observaba a diferentes alturas, es decir con diferentes valores de los tirantes, puede deducirse que el escurrimiento era de tipo no uniforme o variado, deducción comprobable con el hecho de que elcanal no tenía en las secciones las mismas características hidráulicas. A su vez, el flujo era de tipo gradualmente variado acelerado, ya que a medida que transcurría por el canal iba aumentando su velocidad y los tirantes en sentido del escurrimiento disminuyendo, características que fueron comprobadas con las mediciones en 3 puntos del canal por medio de regla y tubo de Pitot.

1.2.8 Energíatotal H, considerando el nivel del fondo de la sección 1 como el plano de referencia H=z+y+hm
Sección 1 H1=0 m+0.218 m +0.0072 m=0.225 m
Sección 2 H2=0.093 m+ 0.078 m+0.034 m= 0.205 m
Sección 3 H3=0 m +0.053 m + 0.125 m= 0.178 m
1.2.9 Tirante crítico yc, a partir de la condición de régimen crítico
Q2g=AC3Tc, yc=3Q2T2g
yc=3(0.016m3s)2(0.2 m)2*(9,81 ms2)=0.087 m

1.2.10 Energíaespecífica E=y+ V22g
Sección 1 E1= 0.218 m+ (0.367 m/s)22*9,81 m/s2= 0.225 m
Sección 2 E2= 0.078 m+ (1.026 m/s)22*9,81 m/s2= 0.131 m
Sección 3 E3= 0.053 m+ (1.509 m/s)22*9,81 m/s2= 0.169 m

1.2.11 Energía crítica Emin=yc+ VC22g
AC=yc*T= 0.087 m* 0.2 m=0.0174 m2
VC=QAC= 0.016 0.0174= 0.920 m/s
Emin= 0.087 m + (0.920 m/s)22*9,81 m/s2= 0.131 m
1.3. Calcular y dibujar la curva deenergía específica

y (m) | E (m) |
0.04 | 0.2478 |
0.05 | 0.1830 |
0.06 | 0.1524 |
0.07 | 0.1379 |
0.08 | 0.1320 |
0.087 | 0.1309 |
0.1 | 0.1333 |
0.15 | 0.1648 |
0.2 | 0.2083 |
0.25 | 0.2553 |
Fuente: Elaboración propia

2.4. Ubicar en la curva del inciso anterior los tirantes obtenidos

Fuente: Elaboración propia.
1.5. Dibujar en un plano acotado y a...