Energía específica y resalto hidráulico

OBJETIVOS

* Comprender la formación del resalto hidráulico

* Reconocer los distintos tipos de flujo

* Analizar las características hidráulicas de un resalto.

INTRODUCCIÓN

La energía en un flujo de canal se mide con relación del fondo de canal o altura, a esta altura se le llama tirante del canal, y a la energía cinética. En un resalto Hidráulico se poseen dos tirantes, enestas variaciones de tirantes se lleva a cabo el cambio de tipo de régimen del flujo de una forma brusca llevándose a cabo un disparo de energía en una longitud bastante corta.

En el siguiente reporte analizaremos los tirantes tomados del resalto hidráulico formado con el canal del laboratorio de hidráulica, con ellos se encontrara el cambio de alturas, la longitud de resalto, el cambio deenergías, la potencia disipada y además de bosquejar la curva de energía específica para el resalto.

Practica 4: Energía Específica y resalto Hidráulico

Equipo
* Bomba centrífuga
* Canal rectangular, uso de compuertas.
* Depósito aforador, cronómetro, cinta métrica.

Procedimiento de la práctica

Al inicio de la práctica antes de poner en marcha la bomba se saco el aire de lamisma esto para evitar cualquier avería en la bomba, luego se les solito a 4 compañeros quienes se encargaron de: tomar las medidas en el resalto hidráulico, se tomo la medida del caudal llenando y vaciando el caudal y con la ayuda de un cronometro se tomo el tiempo de llenado.

Al iniciar a trabajar la bomba empieza a correr el caudal a través del canal, media vez se estabiliza se procedió abajar la compuerta al inicio del canal de modo que se creara un garganta y así se formara el resalto hidráulico; fue necesario bajar un poco la compuerta a la salida para que el resalto se estabilizara ya que al formarse este se movía horizontalmente de derecha a izquierda dificultando bastante la toma de los datos.

Una vez se estabilizo este movimiento de ida y vuelta se procedió a tomar lasalturas y1 y y2 además de la toma de tiempos de llenado del depósito aforador.

MARCO TEÓRICO

Energía especifica

Es igual a la suma de la profundidad del agua más la altura de la velocidad en una sección de canal (E = y + V2/2g). Cuando la profundidad de flujo se grafica contra la energía especifica para una sección de canal y un caudal determinados, se obtiene una curva de energía específica;para una energía específica determinada, existen dos posibles profundidades la profundidad baja y 1 y la profundidad alta y 2. La profundidad alta es la profundidad alterna de la profundidad baja y viceversa. En el estado crítico (c) las profundidades alternas se convierten en una la cual es conocida como profundidad crítica yc. Cuando la profundidad de flujo es mayor que la profundidad critica,la velocidad de flujo es menor que la velocidad critica para un caudal determinado y el flujo es subcrítico. Cuando la profundidad de flujo es menor que la profundidad critica, el flujo es supercrítico. Por tanto y 1 es la profundidad de un flujo supercrítico y y2 es la profundidad de un flujo subcrítico.

Generación del resalto hidráulico
El resalto hidráulico es el ascenso brusco del nivel delagua que se presenta en un canal abierto a consecuencia del retardo que sufre una corriente de agua que fluye a elevada velocidad.
Este fenómeno presenta un estado de fuerzas en equilibrio, en el que tiene lugar un cambio violento del régimen de flujo, de supercrítico a subcrítico. Consideremos el siguiente esquema:

Resalto hidráulico
En la sección 1, actúan las fuerzas hidrostática F1h ydinámica F1d; en forma similar pero en sentido contrario en la sección 2, F2h y F2d. En ambas secciones la sumatoria de fuerzas da como resultado F1 y F2 respectivamente. En el estado de equilibrio, ambas fuerzas tienen la misma magnitud pero dirección contraria (la fuerza F1h es menor a F2h, inversamente F1d es mayor a F2d). Debido a la posición de las fuerzas resultantes, ambas están espaciadas...