Informe de laboratorio de hidráulica (Sifón Invertido)

Instituto Tecnológico de Costa Rica.
Escuela de Ingeniería en Construcción.
Laboratorio de hidráulica CO-3503 Grupo: 02


FUERZAS HIDROSTÁTICAS: COMPUERTAS


Mauricio Castro Diaz
200931083
Karla Ugalde
200926797

Profesor: Ing.Maikel Méndez Morales




Febrero 26, 2013
Semestre 1, 2013


1.0 Resumen
El presente informe resume las actividades realizadas en elexperimento orientado a determinar el coeficiente de descarga ) del sifón invertido. El objetivo principal de experimento fue determinar experimentalmente el coeficiente de descarga invertido Heyn y compararlo con aquel encontrado en la literatura.

Para ello fue utilizado el sifón invertido Heyn. Instalado en el Canal Hidráulico Experimental (CHE) de sección lisa (aceroinoxidable y cristal), cuyo ancho de solera (B) es de 86mm. Las mediciones de tirante se realizaron con un vernier ubicado inicialmente aguas arriba que posteriormente se colocó en el punto de salida de agua del sifón para las mediciones de tirante aguas abajo, esto para determinar el valor de profundidad (h). El caudal fue medido por medio de un Rotámetro análogo.

Losresultados obtenidos sugieren que el coeficiente de descarga es inferior al indicado en la metodología, el cual indica que se encuentra entre 0,5 y 0,6. Esto se debe al desgaste de los empaques del sifón ya que permitía el paso del fluido por los bordes. Además de la limitante del caudal máximo que soportaba el equipo utilizado.

La instrumentación utilizada no se puedeconsiderar confiable para dicho experimento ya que no permite variar considerablemente el caudal para una mejor validez de valor de coeficiente de descarga.

2.0 Metodología

En esta sección se desarrollan los cálculos ligados para determinar el coeficiente de descarga del sifón invertido Heyn; de acuerdo con la secuencia del procedimiento y las referencias consultadas.

2.1Equipo Utilizado
Canal hidráulico experimental, marca: GUNT, modelo: HM 160, longitud: 5m, sección: 86mm, pendiente: 0±0,05%.
Rotámetro análogo, marca: Gemü, modelo: V 539-73, unidad de medición: m³/s, incertidumbre: ±0,25m³/h, escala: lineal.
Vernier análogo, marca: GUNT, modelo: HM 160,52, unidad de medición: cm, incertidumbre ±0,05cm.
Un sifón invertido tipo Heyn, marca: GUNT.
2.2 Conversionesde Unidades al SI
100cm = 1m
1000mm=1m
1h=3600s


2.3 Memoria de cálculo
Con base a la ecuación 1.0, se calcula el caudal que descarga el sifón (Q).


Con base a la ecuación 2.0, se calcula el coeficiente de descarga del sifón (𝜇).


0,33
Los valores de coeficiente dimensional alcanzan valores de entre 0,5 y 0,6.

Con base a la ecuación 3.0, se calcula laprofundidad que existe desde el borde libre de agua hasta el punto de escape del sifón (h).





Con base a la ecuación 4.0, obtenida el libro de Mediciones y Pruebas Eléctricas y Electrónicas; se calcula el porcentaje de error del coeficiente de descarga %E =


%Emin =*100 = 34%
%Emax =*100 = 45%
% E = (39,5 ± 5,5) %
3.0 Resultados
Esta sección presenta losresultados del experimento “Fundamentos de Flujo: Sifón Invertido”. Durante la prueba se observo que el agua atravesaba el sifón invertido Heyn una parte por el fondo y la otra por los bordes, este problema se debe a que los empaques se encuentra en mal estado, también se debe señalar que para la toma de datos aguas abajo el flujo era muy inestable y para cada dato tomado fueron diferentes operarioslos que manipularon el equipo.

Cuadro 1.0 Tirantes medidos aguas arriba y aguas abajo del sifón invertido Heyn (h1,h2)
Tirante aguas arriba
h1 (±0,05cm)
Tirante aguas abajo
h2 (±0,05cm)
21,00
3,45
21,00
3,45
21,00
3,45
21,05
3,50
21,05
3,50
21,00
3,45
21,00
3,45
21,05
3,45
Fuente: Guía Elaboración Informes

Cuadro 2.0 Tirantes promedios de aguas arriba y aguas abajo...