hidrologia




UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARIA
FACULTAD De Arquitectura e Ingeniería Civil y del Ambiente
P. P. DE INGENIERIA CIVIL
LABORATORIO DE HIDRÁULICA BÁSICA- PRÁCTICAS
PRÁCTICA No.2

“Derivación de la Ecuación de Energía Específica”

EQUIPO USADO:
ARMFIELD C4- MkII FLUME
Ajustable UnderShot Weir model
Two Hook and Point Gauges, 300 mm scaled
ARMFIELD F1-10 HYDRAULICS BENCHBANCO HIDRÁULICO

Presentado por:
Acosta Barreda Alonso Mauricio.
HORARIO:
GRUPO I
Martes de 12:00 a 2:00 pm
Jefe de prácticas:
Ing. Héctor Novoa
DICIEMBRE DEL 2012
Derivación de la Ecuación de Energía Específica
I. Objetivo:
Determinar la relación entre la Energía Especifica y la altura aguas arriba para flujo de agua debajo de una compuerta deslizable.

Usando una compuertadeslizable instalado en el Canal de pendiente variable. (C4-MKI I flume)

II. Equipo requerido:
Canal de pendiente variable (C4-MKI I flume)
Compuerta de fondo ajustable
Dos limnímetros, con escala de 300 mm de lectura
Banco Hidráulico (Armfield Fl-1 0 Hydraulic Bench)
Un cronometro (para medición de flujo usando el tanque volumétrico Fl-10)

III. Equipo Opcional
Fluxómetro de lecturadirecta
Tubo de Pitot y manómetro (para medición de velocidad)

IV. Teoría





La profundidad y velocidad de un flujo dado en cualquier sección de un canal abierto se adaptan a la energía disponible en esa sección. Para una descarga constante esta energía alcanza un valor mínimo a la profundidad crítica. Este parámetro es fundamental para un completo entendimiento del comportamiento deflujo libre por que la respuesta de un flujo de energía (y fuerza) depende de si la actual profundidad es más grande o menos grande que la profundidad critica.
En un canal abierto es conveniente usar el fondo del canal como el nivel de referencia para comparar la Energía Especifica en diferentes secciones donde la Energía Especifica es definida como la suma de la Energía Potencial (laprofundidad del flujo) y la Energía Cinética (la altura de velocidad):

Considerando una unidad de ancho de canal la ecuación se convierte:


Nota.- Cuando el nivel de referencia coincide con el fondo del canal E = H
Una gráfica de la Energía Especifica contra la profundidad del flujo da la curva llamada de Energía Especifica mostrada arriba. La forma de la curva muestra que para una EnergíaEspecifica dada hay dos posibles profundidades llamadas profundidades alternas. En el punto C de la curva la Energía Especifica es mínima con una sola correspondiente profundidad llamada profundidad crítica yc.
Flujo con profundidades mayores que la crítica es llamada: lento, subcritica o tranquila
Flujo con profundidades menores que la crítica es llamada: rápida, supercrítica o alterado
Una familia detales curvas existirá para diferentes tasas de flujo a través del canal.
Cuando consideramos un canal rectangular donde las líneas de corriente son paralelas se puede demostrar que:








Donde:
Ec = Energía Especifica Mínima (m)
yc = Profundidad critica (m)

Cuando la pendiente es aproximadamente suficiente para mantener a una tasa de flujo dado una profundidad crítica y uniformela pendiente es llamada profundidad crítica Sc. Se puede notar que la superficie del agua puede parecer ondeada o con olas cuando el flujo está cerca del estado critico porque un pequeño cambio en la Energía Especifica es acompañado por un gran cambio en la profundidad del flujo - precedido por la forma de la curva de Energía Especifica.

V. Equipo a usar:
Asegúrese de que el canal dependiente variable este nivelado, sin ningún obstáculo al final de la descarga del canal.
Asegure la compuerta deslizable a los lados del canal en una posición aproximadamente a la mitad del canal de pendiente variable con la línea de filo en la parte inferior de la compuerta mirando hacia arriba. Para resultados más precisos deberían sellarse los espacios laterales entre la compuerta de fondo y las...