Calculos De Fluijo Gradualmte Variado

BACHILLER: Israel Vergara
SEMANA: A GRUPO: 1
FECHA DE ENTREGA: 12/07/02
FECHA DE REALIZACIÓN: 28/06/02
HORA: 4 – 6 PM DIA: Viernes






















UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE CIVILDEPARTAMENTO DE HIDRÁULICA
PROFESORA: María Luisa Oliveros
Mérida, 12/07/02





1. AFORADOR DE BALLOFET INSTALADO EN UN CANAL METALICO
2. CRONOMETRO: 0.01 sg
3. VERNIER: 0.01 mm.







































1. AFORADOR DE BALLOFET: En esta práctica se hace uso de lasecuaciones de Bernoulli y continuidad, así como del concepto de energía específica mínima para determinar el gasto que circula por un canal en flujo subcrítico.
Un tipo de aforador muy popular que se dedica al riego es el aforador de Parshall. Este tipo de aforador se basa en los mismos principios que el aforador Ballofet y a nuestro juicio continúa disfrutando de popularidad soloporque el aforador de Ballofet no se ha dado a conocer ampliamente. En todo caso, el procedimiento que se seguirá tanto en la deducción de la ecuación como en la calibración práctica del aforador Ballofet, puede ser repetida para el Parshall sin mayores modificaciones. El aforador de Ballofet consiste en un estrechamiento suficiente para que en la garganta se produzca una condición de flujo crítico. Sise aplica la ecuación de Bernoulli entre las secciones 1 y 2 de velocidades V1 y V2 y profundidades Y1 y Y2, se tiene: V12/2g + Y1 = V22/2g + Y2 1.
donde las cotas del fondo en 1 y 2 son las mismas por presentar poco desnivel, es decir, se consideran así. Además, produciéndose flujo crítico en 2 se tiene que:
V22/2g + Y2 = 3/2 (Q2/gb2)1/3 2.
La ecuación 2. seaceptará como cierta, y su demostración se verá más adelante en el curso). Sabiendo que V1 = Q/BY1 y sustituyendo la ecuación 2. en la 1., se obtiene: Q2/(2B2gY1) + Y1 = 3/2 (Q2/gb2)1/3 3.
La ecuación 3. es una ecuación de tercer grado en Q2. Su solución se puede enfocar desde 2 puntos de vista diferentes. El primero es considerar que la velocidad de aproximación V1 es despreciable oen otras palabras que Q2/(B2*2gY12) se puede eliminar de la ecuación 3., en cuyo caso: Q = Kb(2g)1/2Y13/2, donde K es un coeficiente numérico adimensional. El segundo, seguido por Ballofet consiste en resolver la ecuación de 3er grado original. La raíz real que corresponde a las condiciones del problema tiene como solución una expresión: Q = Kb(2g)1/2Y13/2.
En el caso que queremoscalibrar cumpliremos con la condición de que el flujo en la garganta sea crítico (o que aguas arriba sea crítico), y que el resalto que se forma no ahogue la salida del aforador. Si nos valemos de una calibración volumétrica haciendo uso de un cronómetro, se puede determinar el gasto Q que corresponde a cada lectura Y1, por lo tanto se puede determinar el valor del coeficiente K. Se observa que laecuación 4. tiene la forma: Q = CY1n tan frecuente en las expresiones empíricas que dan los gastos experimentales para diferentes tipos de aforadores. Con los valores obtenidos en la práctica, se hace un gráfico de Y1 vs. Q, obteniéndose una curva en papel natural.





2. FLUJO GRADUALMENTE VARIADO: En esta práctica también se hace uso de la ecuación de Bernoulli entre las secciones 1 y 2 deprofundidades Y1 y Y2 y velocidades V1 y V2, obteniéndose: Z1 + Y1 + V12/2g = Z2 + Y2 + V22/2g + SΔX 1.
Donde Z1 y Z2 son las cotas del fondo en las secciones 1 y 2 respectivamente y S, S0 = (Z1 – Z2)/ΔX, las pendientes de la línea de energía y del fondo respectivamente.
Agrupando términos en la ecuación 1. y dividiendo por ΔX, se tiene:
(Y1 – Y2)/ΔX = (Z2 – Z1)/ΔX + (V22...