G1_P8_Hidraulica
Páginas: 7 (1618 palabras)
Publicado: 7 de febrero de 2016
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL
INGENIERÍA AMBIENTAL
LABORATORIO DE HIDRÁULICA BÁSICA
PRÁCTICA Nº 07
TEMA:
FLUJO EN CANALES ABIERTOS
Realizado por:
Cevallos Jhonatan
Pozo Cristina
Grupo 1
Fecha de Realización: 25/01/2016
Fecha de Entrega: 01/02/2016
LABORATORIO DE HIDRÁULICA BÁSICA
PRÁCTICA Nº 08
FLUJO EN CANALES ABIERTOS
1. OBJETIVOS
Visualizarlas características físicas del flujo uniforme con régimen supercrítico, crítico y subcrítico.
2. SÍNTESIS TEÓRICA
Un canal abierto es una conducción abierta a la atmósfera en la cual el líquido fluye, sometido a la presión atmosférica y movido por la pendiente del propio canal, los canales están definidos por una serie de características que le son propias, como:
Calado (y). - Es la altura de lalámina de agua en una sección transversal. Se lo mide respecto a un plano de referencia que usualmente se coloca en la cota inferior de la sección transversal.
Anchura superior de la sección (b). - Es el ancho de la superficie libre de fluido en el canal.
Calado medio (ym). - Es el cociente entre el área mojada del canal y la anchura superior de la sección (A/b).
Área mojada (A). - Es lasuperficie de la sección transversal que ocupa el agua.
Perímetro mojado. - Es la longitud de la pared del canal que está en contacto con el agua.
Radio hidráulico (Rh). - Es la relación existente entre el área mojada y el perímetro mojado del canal.
Pendiente del canal (I). - Es la altura que desciende el canal por metro lineal, se puede expresar en % y en tanto por mil.
Fórmula de Chezy
Permiteobtener la velocidad del fluido en régimen permanente en canales, esta expresión es la siguiente:
En donde C es un coeficiente que se puede calcular mediante las fórmulas que se presentan a continuación:
Donde n y m son coeficientes que aparecen tabulados y que dependen del material con el que esté construido el canal.
Formula de Manning
Se tiene la siguiente expresión para el cálculo de lavelocidad la siguiente expresión:
En donde la pendiente ha de ser expresada en tanto por uno. El coeficiente n es el coeficiente de rugosidad de Manning que depende del material con el que se halla construido el canal.
Energía específica
Se define energía específica del agua a la energía total por encima del nivel de referencia ubicado en el fondo del canal y está dada por la siguienteecuación:
(4)
Evidentemente el valor de H depende de la profundidad “d”. En la figura 1.2 se representa la variación funcional entre la energía específica H y la profundidad de agua “y” en el canal. Esta curva es conocida como la curva de energía específica.
Figura 1.2 Curva de Energía Específica, q=cte.
De la figura 1.2, se determina que la profundidad crítica yc puede serdefinida como la profundidad de agua en donde la energía específica H es mínima.
Derivando la ecuación (4) e igualando la primera derivada a cero se obtiene:
En la figura 1.2 existen además dos zonas: (1) y (2). La zona (1) corresponde al régimen subcrítico; en donde se cumple que la profundidad de agua es mayor que la profundidad crítica (y yc). En la zona (2), que corresponde al régimensupercrítico, la profundidad del flujo es menor que la profundidad crítica. (Muñoz, 2016)
1. MATERIALES Y EQUIPOS
Limnímetro
Manómetro
Flexómetro
Plastilina
Regla
Marcadores
Canal
4. INSTRUCCIONES
Para conseguir régimen uniforme:
1. Colocar los limnímetros, uno a la entrada al canal y otro a una distancia de 6m de separación. Regular la compuerta de salida hasta que laprofundidad del agua a lo largo del canal sea constante, lo que será comprobado con la lectura en los dos limnímetros.
Prueba No. 1:
Una vez establecido el flujo uniforme, determinar la deflexión h del manómetro, a partir de este dato, calcular el caudal (Q) que pasa por el sistema utilizando la ecuación de descarga del manómetro.
Prueba No. 2:
Conocido el caudal por unidad de ancho (q)...
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL
INGENIERÍA AMBIENTAL
LABORATORIO DE HIDRÁULICA BÁSICA
PRÁCTICA Nº 07
TEMA:
FLUJO EN CANALES ABIERTOS
Realizado por:
Cevallos Jhonatan
Pozo Cristina
Grupo 1
Fecha de Realización: 25/01/2016
Fecha de Entrega: 01/02/2016
LABORATORIO DE HIDRÁULICA BÁSICA
PRÁCTICA Nº 08
FLUJO EN CANALES ABIERTOS
1. OBJETIVOS
Visualizarlas características físicas del flujo uniforme con régimen supercrítico, crítico y subcrítico.
2. SÍNTESIS TEÓRICA
Un canal abierto es una conducción abierta a la atmósfera en la cual el líquido fluye, sometido a la presión atmosférica y movido por la pendiente del propio canal, los canales están definidos por una serie de características que le son propias, como:
Calado (y). - Es la altura de lalámina de agua en una sección transversal. Se lo mide respecto a un plano de referencia que usualmente se coloca en la cota inferior de la sección transversal.
Anchura superior de la sección (b). - Es el ancho de la superficie libre de fluido en el canal.
Calado medio (ym). - Es el cociente entre el área mojada del canal y la anchura superior de la sección (A/b).
Área mojada (A). - Es lasuperficie de la sección transversal que ocupa el agua.
Perímetro mojado. - Es la longitud de la pared del canal que está en contacto con el agua.
Radio hidráulico (Rh). - Es la relación existente entre el área mojada y el perímetro mojado del canal.
Pendiente del canal (I). - Es la altura que desciende el canal por metro lineal, se puede expresar en % y en tanto por mil.
Fórmula de Chezy
Permiteobtener la velocidad del fluido en régimen permanente en canales, esta expresión es la siguiente:
En donde C es un coeficiente que se puede calcular mediante las fórmulas que se presentan a continuación:
Donde n y m son coeficientes que aparecen tabulados y que dependen del material con el que esté construido el canal.
Formula de Manning
Se tiene la siguiente expresión para el cálculo de lavelocidad la siguiente expresión:
En donde la pendiente ha de ser expresada en tanto por uno. El coeficiente n es el coeficiente de rugosidad de Manning que depende del material con el que se halla construido el canal.
Energía específica
Se define energía específica del agua a la energía total por encima del nivel de referencia ubicado en el fondo del canal y está dada por la siguienteecuación:
(4)
Evidentemente el valor de H depende de la profundidad “d”. En la figura 1.2 se representa la variación funcional entre la energía específica H y la profundidad de agua “y” en el canal. Esta curva es conocida como la curva de energía específica.
Figura 1.2 Curva de Energía Específica, q=cte.
De la figura 1.2, se determina que la profundidad crítica yc puede serdefinida como la profundidad de agua en donde la energía específica H es mínima.
Derivando la ecuación (4) e igualando la primera derivada a cero se obtiene:
En la figura 1.2 existen además dos zonas: (1) y (2). La zona (1) corresponde al régimen subcrítico; en donde se cumple que la profundidad de agua es mayor que la profundidad crítica (y yc). En la zona (2), que corresponde al régimensupercrítico, la profundidad del flujo es menor que la profundidad crítica. (Muñoz, 2016)
1. MATERIALES Y EQUIPOS
Limnímetro
Manómetro
Flexómetro
Plastilina
Regla
Marcadores
Canal
4. INSTRUCCIONES
Para conseguir régimen uniforme:
1. Colocar los limnímetros, uno a la entrada al canal y otro a una distancia de 6m de separación. Regular la compuerta de salida hasta que laprofundidad del agua a lo largo del canal sea constante, lo que será comprobado con la lectura en los dos limnímetros.
Prueba No. 1:
Una vez establecido el flujo uniforme, determinar la deflexión h del manómetro, a partir de este dato, calcular el caudal (Q) que pasa por el sistema utilizando la ecuación de descarga del manómetro.
Prueba No. 2:
Conocido el caudal por unidad de ancho (q)...
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