Flujo Uniforme
Páginas: 6 (1461 palabras)
Publicado: 15 de septiembre de 2011
PRACTICA 1
Flujo Uniforme, Flujo Gradualmente Variado y Energía Específica.
OBJETIVOS
1. Obtener el flujo uniforme en el canal experimental de Laboratorio.
2. Determinar la curva de energía especifica en el flujo uniforme. Obtener tirante crítico.
3. Verificar la teoría del flujo gradualmente variado en el Laboratorio.
EQUIPO DE INSTALACIÓN
Canal multipropósito deenseñanza, C4.
Compuerta de descarga sumergida ajustable.
Medidores de profundidad (Limnímetro), de 300 mm de escala. Se necesitan 2.
Cronómetro en caso de la medición de gasto usando el tanque volumétrico.
[pic]
FLUJO UNIFORME.
CANAL: Es un conducto abierto ó cerrado en el cual el líquido que fluye presenta una superficie libre sujeta a la presión atmosférica (Figura 1).
[pic]
Figura1
¿Cuáles son las principales características de un escurrimiento con flujo uniforme?
a) El tirante, el área hidráulica, la velocidad media y el gasto son constantes a lo largo del canal.
b ) Las líneas de las pendientes de energía ( s ), de la pendiente de la superficie libre del agua ( SL) y la de la pendiente del fondo del canal ( S0 ) son todas iguales ( S = SL = S0).
¿Que serequiere para que se establezca el flujo uniforme en un canal?
Se requiere que se igualen la fuerza de gravedad que hace posible el escurrimiento y las fuerzas de fricción que actúan en los contornos de contacto entre el fluido y las paredes del canal.
Los diferentes tipos de flujos en canales se clasifican en relación con:
1) El tiempo:
a) Permanente o estable; [pic] [t = tiempo].b) No permanente o transitorio; [pic].
2) Su comportamiento en el espacio:
a) Uniforme [pic] (v = velocidad media; x = en la dirección del flujo).
b) No uniforme o variado; [pic].
3) La forma como se mueve en el espacio:
a) Flujo unidimensional: una sola dirección o coordenada.
b) Bidimensional: dos es o un plano.
c) Tridimensional: Tres dimensioneso en el espacio.
4) El efecto de la gravedad:
a) Supercrítico; F >1
b) Crítico; F = 1 donde F = n° de Froude = [pic] (25)
c) Subcrítico; F < 1.
5) Los efectos viscosos:
a) Laminar; ℜ < 500
b) De transición; ℜ < 2000 donde ℜ =n° de Reynolds = [pic] (26)
c) Turbulento; ℜ > 2000
LA FINALIDAD O FUNCIONAMIENTO.
De conducción (a lazona de riego)
De riego (en la zona de riego)
De navegación
De potencia (en hidroeléctricas)
De descarga (en vertedores)
De drenaje (de aguas pluviales, excedentes de riego y subterránea)
De drenaje (de aguas negras o pluviales)
De desvío (para construcción de presas)
De experimentación (modelos).
FLUJO GRADUALMENTE VARIADO
Aparece cuandoexisten cambios durante el desarrollo de un canal diseñado como permanente y uniforme que introducen modificaciones a la pendiente de cargas totales del flujo.
Condiciones:
1.- Constituye una clase especial de flujo permanente no uniforme.
2.- Las variables A, n, R y la pendiente del fondo varían muy poco a lo largo del tramo analizado.
3.- La pendiente S del perfil se convierte en la razónde cambio de la carga hidráulica del agua respecto a la distancia (pérdida de energía por unidad de longitud en el punto).
4.- La pendiente de energía anterior se obtiene de la ecuación de Manning para canales uniformes.
5.- La pendiente del fondo del canal no es la pendiente de la línea de cargas hidráulicas totales ni la de la línea de cargas piezométricas.
6.- La pendiente calculadaes el seno de la línea de cargas hidráulicas totales en el punto.
Análisis por segmentos.
Si se aplica la ecuación de la energía entre dos secciones separadas entre sí una distancia finita DL, incluyendo el término de las pérdidas se obtiene,
|Variable | Descripción |Unidad...
Flujo Uniforme, Flujo Gradualmente Variado y Energía Específica.
OBJETIVOS
1. Obtener el flujo uniforme en el canal experimental de Laboratorio.
2. Determinar la curva de energía especifica en el flujo uniforme. Obtener tirante crítico.
3. Verificar la teoría del flujo gradualmente variado en el Laboratorio.
EQUIPO DE INSTALACIÓN
Canal multipropósito deenseñanza, C4.
Compuerta de descarga sumergida ajustable.
Medidores de profundidad (Limnímetro), de 300 mm de escala. Se necesitan 2.
Cronómetro en caso de la medición de gasto usando el tanque volumétrico.
[pic]
FLUJO UNIFORME.
CANAL: Es un conducto abierto ó cerrado en el cual el líquido que fluye presenta una superficie libre sujeta a la presión atmosférica (Figura 1).
[pic]
Figura1
¿Cuáles son las principales características de un escurrimiento con flujo uniforme?
a) El tirante, el área hidráulica, la velocidad media y el gasto son constantes a lo largo del canal.
b ) Las líneas de las pendientes de energía ( s ), de la pendiente de la superficie libre del agua ( SL) y la de la pendiente del fondo del canal ( S0 ) son todas iguales ( S = SL = S0).
¿Que serequiere para que se establezca el flujo uniforme en un canal?
Se requiere que se igualen la fuerza de gravedad que hace posible el escurrimiento y las fuerzas de fricción que actúan en los contornos de contacto entre el fluido y las paredes del canal.
Los diferentes tipos de flujos en canales se clasifican en relación con:
1) El tiempo:
a) Permanente o estable; [pic] [t = tiempo].b) No permanente o transitorio; [pic].
2) Su comportamiento en el espacio:
a) Uniforme [pic] (v = velocidad media; x = en la dirección del flujo).
b) No uniforme o variado; [pic].
3) La forma como se mueve en el espacio:
a) Flujo unidimensional: una sola dirección o coordenada.
b) Bidimensional: dos es o un plano.
c) Tridimensional: Tres dimensioneso en el espacio.
4) El efecto de la gravedad:
a) Supercrítico; F >1
b) Crítico; F = 1 donde F = n° de Froude = [pic] (25)
c) Subcrítico; F < 1.
5) Los efectos viscosos:
a) Laminar; ℜ < 500
b) De transición; ℜ < 2000 donde ℜ =n° de Reynolds = [pic] (26)
c) Turbulento; ℜ > 2000
LA FINALIDAD O FUNCIONAMIENTO.
De conducción (a lazona de riego)
De riego (en la zona de riego)
De navegación
De potencia (en hidroeléctricas)
De descarga (en vertedores)
De drenaje (de aguas pluviales, excedentes de riego y subterránea)
De drenaje (de aguas negras o pluviales)
De desvío (para construcción de presas)
De experimentación (modelos).
FLUJO GRADUALMENTE VARIADO
Aparece cuandoexisten cambios durante el desarrollo de un canal diseñado como permanente y uniforme que introducen modificaciones a la pendiente de cargas totales del flujo.
Condiciones:
1.- Constituye una clase especial de flujo permanente no uniforme.
2.- Las variables A, n, R y la pendiente del fondo varían muy poco a lo largo del tramo analizado.
3.- La pendiente S del perfil se convierte en la razónde cambio de la carga hidráulica del agua respecto a la distancia (pérdida de energía por unidad de longitud en el punto).
4.- La pendiente de energía anterior se obtiene de la ecuación de Manning para canales uniformes.
5.- La pendiente del fondo del canal no es la pendiente de la línea de cargas hidráulicas totales ni la de la línea de cargas piezométricas.
6.- La pendiente calculadaes el seno de la línea de cargas hidráulicas totales en el punto.
Análisis por segmentos.
Si se aplica la ecuación de la energía entre dos secciones separadas entre sí una distancia finita DL, incluyendo el término de las pérdidas se obtiene,
|Variable | Descripción |Unidad...
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