Flujo Crítico

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA CIVIL

LAB Hidráulica II
Práctica #4
Flujo Crítico

Javier Garza Ochoa
207697

10/09/2012

1. Procedimiento
1. Dividir el canal en 3 secciones y tomar mediciones para obtener la geometría de cada una.
2. Cerrar la compuerta a aproximadamente 10 cm y luego medir la abertura real.
3. Obtener el H0 de cada sección utilizando ellimnímetro.
4. Obtener 10 Hi en la sección 1 y 2 utilizando el limnímetro con la compuerta cerrada.
5. Dividir la sección 3 en 7 ubicaciones y obtener 5 Hi en cada una utilizando el limnímetro con la compuerta cerrada.
6. Hacer 9 mediciones con el tubo de Pitot en la sección 1 así:
1 | 2 | 3 | 1/6 |
4 | 5 | 6 | 1/2 |
7 | 8 | 9 | 5/6 |
1/6 | ½ | 1/6 | y/b |

7. Hacer 5 medicionescon el tubo de Pitot en la sección 2 así:
½ y | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
b | 1/10 | 3/10 | ½ | 3/10 | 1/10 |

8. Observar las características de flujo en cada sección tomando en cuenta si es laminar, de transición o turbulento y el número de dimensiones.
9. Obtener 10 Hi en la sección 1 y 2 utilizando el limnímetro con la compuerta abierta.
10. En las mismas 7 ubicaciones de lasección 3 obtener 5 Hi utilizando el limnímetro con la compuerta abierta.
11. Hacer observaciones del flujo en cada sección tomando en cuenta si es laminar, de transición o turbulento y el número de dimensiones.

2. Mediciones



Tubo de Pitot (cm)Sección 1 2 | 2.7 | 2.2 | 1/6 |
2.8 | 1.9 | 2.9 | 1/2 |
2.2 | 2.9 | 2.5 | 5/6 |
1/6 | ½ | 1/6 | y/b |
Sección 2 ½ y | 14 | 18.5 |21.27 | 19.2 | 15.9 |
b | 1/10 | 3/10 | ½ | 3/10 | 1/10 |
| | | | | | |

Con a=13.1 | Sección 1 | Sección 2 | Sección 3 |
x m | 0.79 | 1.25 | 5.99 |
b m | 0.378 | 0.379 | 0.385 |

3. Cálculos

a) Tirante
Y=Hprom-h0

b) Velocidad con el tubo de Pitot V=1.0062g∆h
c) Velocidad promedio de cada sección vprom=vii
Sección 1 | | | |
| 1/6 | 1/2 | 1/6 |
1/6| 2 | 2.7 | 2.2 |
V m/s | 0.630176901 | 0.732199393 | 0.66093511 |
1/2 | 2.8 | 1.9 | 2.9 |
V m/s | 0.745635365 | 0.614220465 | 0.758833475 |
5/6 | 2.2 | 2.9 | 2.5 |
V m/s | 0.66093511 | 0.758833475 | 0.704559194 |
Vprom m/s | 0.696258721 | | |

Sección 2 | | | | | |
  | 1/10 | 3/10 | 1/2 | 3/10 | 1/10 |
1/2 | 14 | 18.5 | 21.7 | 19 1/5 | 15.9 |
V m/s | 1.667291362| 1.91660822 | 2.075761005 | 1.952531714 | 1.77683068 |
Vprom m/s | 1.877804596 | | | | |

d) Gasto con la ecuación de compuertas
Q = cdab2gy = 0.55*0.131*0.378*2*9.81*0.28383 =0.0642 m3s
cd= y1/a = 0.28383/13.1 = 2.166 por lo tanto cd = 0.55

e) Gasto con la ecuación de Bernoulli

2gy1-y2=(Qb2y2)2-(Qb1y1)2

Q=2gy1-y2(1b2y2)2-(1b1y1)2

Q=2*9.810.28383-0.0984(10.329*0.0984)2-(10.378*0.283833)2= 0.0647m3s

f) Gasto con la ecuación de continuidad
Q1=AV = byVprom = (0.378)(0.28383)( 0.696258721) = 0.0747m3s
Q2=AV = byVprom = (0.329)(0.0984)( 1.877804596) = 0.0608m3s
g) Curva E-Y

Y | V | E |
0.05 | 3.396825397 | 0.63809494 |
0.1 | 1.698412698 | 0.24702374 |
0.15 | 1.132275132 | 0.21534388 |
0.2 | 0.849206349 | 0.23675593 |
0.25 | 0.679365079| 0.2735238 |
0.3 | 0.566137566 | 0.31633597 |
0.35 | 0.485260771 | 0.36200194 |
0.4 | 0.424603175 | 0.40918898 |

*gráfica en hoja anexa

h) Obtener Emin y ymin

Observando la gráfica y ampliando el rango
de y en la gráfica encontramos que:

Eymin=0.21501211 m
ymin=0.14 m


i) Calcular la energía específica en la sección 1
E=y+v222g ; v=Qb2y2

| Compuerta Cerrada| Compuerta Abierta |
Y m | 0.28383 | 0.10971 |
V m/s | 0.603177959 | 1.560477623 |
E m | 0.302373509 | 0.233822661 |

j) Curva q-y

Y | V | E | q=√(2g(E-y) y^2 ) |
0.025 | 6.775725594 | 2.36498253 | 0.05060324 |
0.05 | 3.387862797 | 0.63499563 | 0.094955261 |
0.075 | 2.258575198 | 0.33499806 | 0.132393602 |
0.1 | 1.693931398 | 0.24624891 | 0.162037052 |
0.125 |...