HIDRAULICA Laboratorio Energía especifica


ENERGIA ESPECÍFICA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL Y AMBIENTAL

1. INTRODUCCION
En el diseño de canales abiertos es importante tener presente el concepto de energía específica, el cual se define como la energía por peso de agua en cualquier sección de un canal medido con respecto al fondo del mismo, ya que esta energía nos permite definir la capacidad para desarrollar un trabajo. Parael caso de canales abiertos se hace referencia a la profundidad del canal y para relacionarlo con la energía da lugar al término de energía específica. Para un caudal constante, en cada sección de una canalización rectangular, obtenemos una profundidad y un valor de energía específica, moviéndose el agua de mayor a menor energía con un gradiente, en este caso, coincidente con la pendiente deenergía. A su vez, también se presentan diversos fenómenos que así como depende de la energía van más ligados a las características del flujo que corre a través del canal como lo es el salto hidráulico, el cual es producido cuando el agua discurriendo en régimen supercrítico pasa al régimen subcrítico.

2. OBJETIVO

Determinar la relación entre la energía específica y la cabeza aguas arriba paraagua que fluye bajo una compuerta.

3. MARCO TEORICO

ESTADO DEL ARTE
En canales abiertos, la relación entre la profundidad del flujo y la energía específica es estrecha, y las condiciones del flujo son llamadas flujo turbulento. Para flujos turbulentos, sólo existe una profundidad del flujo posible, para lo cual se llevó a cabo una nueva expresión analítica de la profundidad característica yfue desarrollada para condiciones de flujo ideal sin presión hidrostática ni distribución uniforme de velocidad, basada en la ecuación de Bernoulli con una profundidad promedio. Esta ecuación es aplicada a condiciones de flujo turbulento, por ejemplo la cresta de un desagüe.
Partiendo de la ecuación original , donde P = presión, = densidad del fluido, z = altura, v = velocidad y C = constante.Para un canal abierto, se utiliza la altura promedio, la fórmula obtenida es , donde H=altura promedio total, z=elevación desde el fondo, d=profundidad del flujo, =factor de corrección, V=velocidad promedio de la profundidad y E=energía específica promedio.

Cuando , se concluye que la distribución de la presión en la cresta, es menor que la hidrostática. Además, las distribuciones de presión yvelocidad en la cresta se pueden deducir utilizando la teoría del flujo ideal (teoría del flujo potencial). Por lo tanto, y el coeficiente de corrección de la presión, de la cresta pueden calcularse teóricamente ya que el campo de flujo se puede predecir suponiendo un fluido ideal con el movimiento de flujo irrotacional. Suponiendo un flujo de dos dimensiones, las distribuciones verticales depresión y la velocidad pueden ser determinadas con precisión numéricamente mediante un método computacional, gráficamente por un análisis de red de flujo, o analíticamente por geometrías simples.

En flujos reales, el límite de fricción ocasiona que una región se vea afectada por compartir un intercambio de momento, es decir un desarrollo de una línea límite. Convergiendo y acelerando lascondiciones del flujo en la entrada del desagüe, se obtienen líneas límite delgadas. Los resultados de flujo ideal pueden ser aplicados a transiciones cortas de fluido real a un punto de aproximación, pero no son aplicables a canales largos debido al flujo exagerado en un conducto. Los resultados podrían ser aplicados para predecir con mayor exactitud la descarga en las crestas de presas y desagües.4. PROCEDIMIENTO

Ajuste la perilla en la parte superior de la compuerta en posición del borde puntiagudo dela compuerta 0.005m arriba del lecho del canal.

Gradualmente, abra la válvula de control del flujo y admita agua hasta que mida y0 =0.15m usando la medida de nivel aguas arriba. Con y0 en esta altura, mida y anote Q usando el caudalímetro de lectura directa o el tanque volumétrico con...