Flujo De Fluidos En Canales Abiertos
FLUJO DE FLUIDOS EN CANALES ABIERTOS
Tania Bautista Rubio Sergio Blázquez Romero Natalia Aguirre Mendoza Nora Vidal Duarte Jessica Álvarez González
Flujo de fluidos en canales abiertos 2013
ÍNDICE:
1. Objetivos: ............................................................................................... 3 2. Procedimiento experimental:................................................................. 3 3. Cálculos, resultados y discusión: ............................................................ 3
3.1. Determinación de los parámetros de flujo. ....................................................................... 3 3.2. Medida de caudales empleando vertederos.................................................................... 13 3.3. Estudio delfuncionamiento de un sifón. ......................................................................... 18
4. Conclusiones: ....................................................................................... 19 5. Bibliografía: .......................................................................................... 20
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Flujo de fluidos en canales abiertos 2013
1. Objetivos:
En estapráctica estudiaremos el comportamiento de los líquidos circulando a través de canales abiertos. Vamos a considerar aspectos relevantes en el diseño de los canales como la variación de la pendiente del canal, los fenómenos de sedimentación y erosión así como la presencia de accidentes tales como compuertas, vertederos o sifones.
2. Procedimiento experimental:
Disponemos de un canal hidráulico, cuyoesquema se muestra en la siguiente figura, y que servirá para realizar diversas experiencias relacionadas con el comportamiento de un fluido en un canal abierto.
Ilustración 1. Montaje experimental.
3. Cálculos, resultados y discusión:
3.1. Determinación de los parámetros de flujo. a) Calcular el factor de rugosidad medio correspondiente a la solera del canal. Razonar cuál sería el grado desimilitud del valor obtenido con los factores de rugosidad que se obtendría en canales reales. Experimentalmente realizamos 4 medidas: una sin inclinación del equipo y con inclinaciones de 1,2 y 3 cm respectivamente. Se obtuvieron los siguientes valores:
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Flujo de fluidos en canales abiertos 2013
Tabla 1. Datos experimentales para inclinación 0.
Inclinación 0 m Q (m /s) 5,56·101,11·10-3 1,67 ·10-3
-4 3
y aguas arriba (m) 0,0202 0,03 0,036
y aguas abajo (m) 0,017 0,022 0,028
ymedia (m) 0,0186 0,026 0,032
Tabla 2. . Datos experimentales para inclinación 1.
Inclinación 0,01 m Q (m3/s) 5,56 ·10-4 1,11·10-3 1,67 ·10-3 y aguas arriba (m) 0,01 0,017 0,019 y aguas abajo (m) 0,012 0,02 0,024 ymedia (m) 0,011 0,0185 0,0215
Tabla 3. . Datos experimentales parainclinación 2.
Inclinación 0,02 m Q (m3/s) 5,56 ·10-4 1,11·10-3 1,67·10-3 y aguas arriba (m) 0,008 0,011 0,018 y aguas abajo (m) 0,01 0,015 0,019 ymedia (m) 0,009 0,013 0,0185
Tabla 4. . Datos experimentales para inclinación 3.
Inclinación 0,03 m Q (m3/s) 5,56 ·10-4 1,11·10-3 1,67 ·10-3 y aguas arriba (m) 0,006 0,011 0,015 y aguas abajo (m) 0,009 0,015 0,016 ymedia (m) 0,0075 0,013 0,0155
Parasaber cómo varía el factor de rugosidad n en función de la pendiente, primero debemos conocer el radio hidráulico (Rh) con la siguiente fórmula:
Donde: b: ancho del canal (0,08m). y: profundidad del líquido (m).
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Flujo de fluidos en canales abiertos 2013
Una vez hallado el Rh hacemos uso de la siguiente expresión, de donde despejamos el factor de rugosidad (n):
Donde: Q: caudal(m3/s). S0: pendiente del canal; se calcula midiendo la elevación de la solera en el apoyo donde se encuentra la regla así como la distancia que hay entre está y el eje fijo del canal:
S0 L
d
A modo de ejemplo calculamos, el factor de rugosidad para el primer caudal con inclinación de 1cm del canal:
Los resultados obtenidos para los demás datos se recogen en la siguiente tabla:
Tabla...
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