LABORATORIO3 Fluidos
Páginas: 9 (2165 palabras)
Publicado: 30 de septiembre de 2015
LABORATORIO Nº 3
“FLUJO GRADUALMENTE VARIADO”
INTRODUCCIÓN
El flujo gradualmente variado es un fenómeno que se presenta cuando el tirante de un flujo varía a lo largo del canal con un gasto siempre constante, disminuyendo o incrementándose dependiendo del tipo de flujo que se presenta, ya sea flujo gradualmente acelerado (abatimiento) o flujo gradualmente retardado(remanso).
Las causas que producen el flujo gradualmente variado pueden ser diversas, entre ellas pueden mencionarse a: cambios en la sección geométrica, cambios de la pendiente, cambios en la rugosidad de las paredes y/o fondos, curvas horizontales en el trazo, obstrucciones del área hidráulica, etc.
Fundamentalmente en los problemas relacionados con el flujo gradualmente variado, se desea calcular ladistancia existente entre dos tirantes dados o los tirantes extremos entre una distancia determinada; habiendo sido desarrollados diversos métodos de cálculo, en la presente práctica de laboratorio será presentada la solución de la ecuación diferencial de flujo variado mediante los métodos de paso DIRECTO y PRASAD (para el cálculo de tirantes dada una distancia).
En estos métodos el cálculo dependede la geometría del canal, debiéndose hacer las consideraciones pertinentes. Es necesario mencionar que la aplicación de los métodos es indistinta, pudiendo ser aplicado en el sentido del flujo o en sentido contrario al mismo. Básicamente la única dificultad de los métodos radica en el hecho de que es necesario realizar un gran número de cálculos iterativos para obtener resultados confiables.FLUJO GRADUALMENTE VARIADO
1. OBJETIVOS
Estudiar experimental y analíticamente el comportamiento de un flujo gradualmente variado.
Obtener la curva que nos mostrará de manera gráfica el perfil y comportamiento del flujo cuando es gradualmente variado.
Aprender a usar los métodos de Paso Directo y Prasad para aplicarlos al cálculo analítico de la curva del flujo gradualmente variado.Comparar las gráficas analítica y experimental de la curva del flujo estudiado y así clasificar al tipo de perfil de flujo gradualmente variado.
2. FUNDAMENTO TEORICO.
Este flujo es del tipo permanente, variado gradualmente su tirante a lo largo de la longitud del canal. Para su estudio se han considerado las siguientes hipótesis:
El flujo es permanente, es decir, las características del flujopermanecen constantes en el intervalo de tiempo en consideración.
Las líneas de corriente son prácticamente paralelas, es decir, la distribución hidrostática de la presión prevalece sobre la sección del canal.
El canal es prismático.
La pérdida de altura en una sección es igual que la de un flujo uniforme con las mismas características de velocidad y radio hidráulico.
La pendiente del canal espequeña (<10%). Esto quiere decir que la profundidad del flujo puede medirse verticalmente o perpendicularmente al fondo del canal y no se requiere hacer corrección por presión ni por arrastre del aire.
Los coeficientes de distribución de la velocidad y el de rugosidad son constantes en el tramo considerado
Fig. 2.1. Representación Gráfica del Flujo Gradualmente Variado
TIPOS DE PERFIL DEFLUJO
Los perfiles de flujo se clasifican con base en dos criterios básicos:
Según su profundidad.
Según la pendiente del canal.
El primer criterio divide la profundidad del canal en varias zonas:
Zona 1: Sobre la profundidad normal (en pendiente subcrítica) ó sobre la profundidad crítica (en pendiente supercrítica).
Zona 2: Entre las profundidades crítica y normal.
Zona 3: Bajo laprofundidad crítica (en pendiente subcrítica) ó bajo la profundidad normal (en pendiente supercrítica).
Fig. 2.2. Zonas de clasificación de flujo
El segundo criterio considera cinco condiciones de la pendiente:
H: Horizontal.
M: Moderada o subcrítica.
C: Crítica.
S: Pronunciada o supercrítica.
A: Adversa.
Fig. 3.3. Segundo Criterio (Pendientes)
Estos dos criterios permiten hacer la...
LABORATORIO Nº 3
“FLUJO GRADUALMENTE VARIADO”
INTRODUCCIÓN
El flujo gradualmente variado es un fenómeno que se presenta cuando el tirante de un flujo varía a lo largo del canal con un gasto siempre constante, disminuyendo o incrementándose dependiendo del tipo de flujo que se presenta, ya sea flujo gradualmente acelerado (abatimiento) o flujo gradualmente retardado(remanso).
Las causas que producen el flujo gradualmente variado pueden ser diversas, entre ellas pueden mencionarse a: cambios en la sección geométrica, cambios de la pendiente, cambios en la rugosidad de las paredes y/o fondos, curvas horizontales en el trazo, obstrucciones del área hidráulica, etc.
Fundamentalmente en los problemas relacionados con el flujo gradualmente variado, se desea calcular ladistancia existente entre dos tirantes dados o los tirantes extremos entre una distancia determinada; habiendo sido desarrollados diversos métodos de cálculo, en la presente práctica de laboratorio será presentada la solución de la ecuación diferencial de flujo variado mediante los métodos de paso DIRECTO y PRASAD (para el cálculo de tirantes dada una distancia).
En estos métodos el cálculo dependede la geometría del canal, debiéndose hacer las consideraciones pertinentes. Es necesario mencionar que la aplicación de los métodos es indistinta, pudiendo ser aplicado en el sentido del flujo o en sentido contrario al mismo. Básicamente la única dificultad de los métodos radica en el hecho de que es necesario realizar un gran número de cálculos iterativos para obtener resultados confiables.FLUJO GRADUALMENTE VARIADO
1. OBJETIVOS
Estudiar experimental y analíticamente el comportamiento de un flujo gradualmente variado.
Obtener la curva que nos mostrará de manera gráfica el perfil y comportamiento del flujo cuando es gradualmente variado.
Aprender a usar los métodos de Paso Directo y Prasad para aplicarlos al cálculo analítico de la curva del flujo gradualmente variado.Comparar las gráficas analítica y experimental de la curva del flujo estudiado y así clasificar al tipo de perfil de flujo gradualmente variado.
2. FUNDAMENTO TEORICO.
Este flujo es del tipo permanente, variado gradualmente su tirante a lo largo de la longitud del canal. Para su estudio se han considerado las siguientes hipótesis:
El flujo es permanente, es decir, las características del flujopermanecen constantes en el intervalo de tiempo en consideración.
Las líneas de corriente son prácticamente paralelas, es decir, la distribución hidrostática de la presión prevalece sobre la sección del canal.
El canal es prismático.
La pérdida de altura en una sección es igual que la de un flujo uniforme con las mismas características de velocidad y radio hidráulico.
La pendiente del canal espequeña (<10%). Esto quiere decir que la profundidad del flujo puede medirse verticalmente o perpendicularmente al fondo del canal y no se requiere hacer corrección por presión ni por arrastre del aire.
Los coeficientes de distribución de la velocidad y el de rugosidad son constantes en el tramo considerado
Fig. 2.1. Representación Gráfica del Flujo Gradualmente Variado
TIPOS DE PERFIL DEFLUJO
Los perfiles de flujo se clasifican con base en dos criterios básicos:
Según su profundidad.
Según la pendiente del canal.
El primer criterio divide la profundidad del canal en varias zonas:
Zona 1: Sobre la profundidad normal (en pendiente subcrítica) ó sobre la profundidad crítica (en pendiente supercrítica).
Zona 2: Entre las profundidades crítica y normal.
Zona 3: Bajo laprofundidad crítica (en pendiente subcrítica) ó bajo la profundidad normal (en pendiente supercrítica).
Fig. 2.2. Zonas de clasificación de flujo
El segundo criterio considera cinco condiciones de la pendiente:
H: Horizontal.
M: Moderada o subcrítica.
C: Crítica.
S: Pronunciada o supercrítica.
A: Adversa.
Fig. 3.3. Segundo Criterio (Pendientes)
Estos dos criterios permiten hacer la...
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