energia especifica en canales abiertos
Profundidad crítica - Derivación de la Ecuación de Energía Específica.
OBJETIVO
Para determinar la relación entre la energía especifica y la carga de agua aguas arriba quefluye por debajo de un vertedor de descarga sumergida.
EQUIPO DE INSTALACIÓN
Canal multipropósito de enseñanza, C4.
Compuerta de descarga sumergida ajustable.
Gancho y punto indicador denivel, de 300 mm de escala. Se necesitan 2.
Cronómetro en caso de la medición de gasto usando el tanque volumétrico (no suministrado).
Nota: Si está disponible, el tubo de Pitot y manómetro,C4-61 (accesorio opcional) se pueden utilizar para medir directamente la velocidad del agua.
RESUMEN DE LA TEORÍA Y DE ANTECEDENTES
La profundidad y la velocidad de un determinado flujo encualquier sección de un canal abierto se adaptan a la energía disponible en esa sección. Para una constante de descarga esta energía llega a un valor mínimo en la profundidad crítica. Este parámetro esfundamental para un entendimiento completo del libre flujo porque el comportamiento de la respuesta del flujo de la energía (y la fuerza) depende de que si la profundidad actual es mayor o menor que laprofundidad crítica.
En un canal abierto es conveniente utilizar el fondo como dato y para comparar la energía específica en cada una de las secciones donde la energía específica se define como la sumade la energía potencial (la profundidad de flujo) y la energía cinética (la velocidad de la carga):
Considerando el ancho de la unidad de canal, la ecuación se convierte en:
Dónde:
E= Energía especifica. (m)
y = Profundidad de flujo. (m)
Q = Volumen de gasto. (m3.s-1)
= Volumen / tiempo (usando tanque volumétrico).
g = Constante Gravitacional. (9.81m.s2)Nota: En caso de que el dato coincida con el fondo E = H.
Una tabla de la energía específica contra la profundidad del flujo dará una curva llamada curva de la energía específica como se...
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