FLUJO UNIFORME informe de fluidos II

UNIVERSIDAD SEÑOR DE SIPÁN

FACULTAD DE INGENIERIA, ARQUITECTURA Y URBANISMO

ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

FLUJO UNIFORME EN"CANALES RECTANGULARES"

1. DATOS GENERALES:

1.1. TEMA:

FLUJO UNIFORME "CANALES RECTANGULARES”

1.2. UBICACIÓN :

o DEPARTAMENTO : LAMBAYEQUE

o PROVINCIA : CHICLAYO

o DISTRITO : PIMENTEL

o USS : Facultad de Ingeniería,

Arquitectura y Urbanismo.

o ANEXO : Laboratorio de Mecánica de

Fluidos e Hidráulica

1.3. PARTICIPANTE:

Chávez Burgos Yoner

1.4. FECHA:

Lambayeque, 23 de junio del 2017

INDICE

MECÁNICA DE FLUIDOS II FLUJO UNIFORME

pág. 2

2. INTRODUCCIÓN............................................................................................................. 2

3. OBJETIVO: ..................................................................................................................... 3

OBJETIVOS ESPECIFICOS.................................................................................................. 4

4. GENERALIDADES ......................................................................................................... 4

5. EQUIPOS Y/O MATERIALES: ....................................................................................... 7

7. PROCEDIMIENTO: ............................................................................................................ 8

8. REGISTRO DE DATOS ..................................................................................................... 9

10. GRAFICOS DE DATOS PROCESADOS:......................................................................11

10. CONCLUSIONES............................................................................................................25

11. RECOMENDACIONES ...................................................................................................25

12. REFERENCIAS:..............................................................................................................25

ANEXOS:...............................................................................................................................25

2. INTRODUCCIÓN


pág. 3

El flujo de canales abiertos tiene lugar cuando los líquidos fluyen por la acción de la gravedad y solo

están parcialmente envueltos por un contorno sólido. En el flujo de canales abiertos, el líquido que

fluye tiene superficie libre y sobre él no actúa otra presión que la debida a su propio peso y a la

presión atmosférica. El flujo en canales abiertos también tiene lugar en la naturaleza, como en ríos,

arroyos, etc., si bien en general, con secciones rectas del cauce irregulares. De forma artificial, creadas

por el hombre, tiene lugar en los canales, acequias, y canales de desagüe. E n la mayoría de los casos.

Los canales tienen secciones rectas regulares y suelen ser rectangulares, triangulares o trapezoidales.

También tienen lugar el flujo de canales abiertos en el caso de conductos cerrados, como tuberías de

sección recta circular cuando el flujo no es a conducto lleno. En los sistemas de alcantarillado no tie ne

lugar, por lo general, el flujo a conducto lleno, y su diseño se realiza como canal abierto.

El flujo uniforme indica que los parámetros de tirante, velocidad, área, etc., no cambian con el espacio lo cual genera que ciertas características como profundidad, área transversal, velocidad y caudal en todas las secciones del canal sean constantes. Así mismo, la línea de energía, la superficie libre de agua y el fondo del

canal deben ser paralelos. (Villon, 2008)

ENSAYO FLUJO UNIFORME "CANALES RECTANGULARES

3. OBJETIVO:

- Determinar la el coeficiente de rugosidad a través de la fórmula de Manning.

- Demostrar que para diferentes caudales y pendientes la rugosidad no cambia.


pág. 4

- Verificar el número de Fraude y el tipo de Flujo.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

- Afianzar los conceptos sobre regímenes de flujo en un canal.

- Identificar los elementos geométricos de la sección de un canal.

- Establecer la relación que se obtiene al graficar Tirante vs Velocidad y, Ancho del Canal vs No. De

Fraude y distancia vs tirante

- Afianzar los conceptos sobre regímenes de flujo en un canal.

4. GENERALIDADES

El mecanismo principal que sostiene flujo en un canal abierto es la fuerza de gravitación. Por ejemplo,

la diferencia de altura entre dos embalses hará que el agua fluya a través de un canal que los conecta.

El parámetro que representa este efecto gravitacional es el Número de Froude, puede expresarse de

forma adimensional. Este es útil en los cálculos de resalto hidráulico, en el diseño de estructuras

hidráulicas y en el diseño de barcos.

𝑓 =𝑉

√𝑔 ∗ (𝐴𝑇

)

DONDE:

V: Velocidad media del flujo

L: Longitud o (a/t)

G: aceleración de la gravedad

El flujo se clasifica como:

Fr<1, Flujo suscritico o tranquilo, tiene una velocidad relativa baja y la profundidad es relativamente

grande, prevalece la energía potencial. Corresponde a un régimen de llanura.

Fr=1, Flujo crítico, es un estado teórico en corrientes naturales y representa el punto de transición

entre los regímenes subcrítico y supercrítico.


pág. 5

Fr>1, Flujo supercrítico o rápido, tiene una velocidad relativamente alta y poca profundidad prevalece

la energía cinética. Propios de cauces de gran pendiente o ríos de montaña.

FLUJO PERMANENTE Y UNIFORME

El flujo uniforme permanente es el tipo de flujo fundamental que se considera en la hi dráulica de canales

abiertos. La profundidad del flujo no cambia durante el intervalo de tiempo bajo consideración. En el caso

especial de flujo uniforme y permanente, la línea de alturas totales, la línea de altura piezométrica y la solera

del canal son todas paralelas, es decir, son todas iguales sus pendientes.

La característica principal de un flujo permanente y uniforme en canales abiertos es que la superficie del fluido

es paralela a la pendiente del canal, es decir, dy/dx = 0 o la profundidad del canal es constante, cuando la

pendiente final (Sf) es igual a la pendiente inicial (So) del canal.

Estas condiciones se dan comúnmente en canales largos y rectos con una pendiente, sección transversal y un

revestimiento de las superficies del canal homogéneo, caso tipito en regadíos. En el diseño de canales es muy

deseable tener este tipo de flujo ya que significa tener un canal con altura constante lo cual hace más fácil

diseñar y construir.

Las condiciones de flujo permanente y uniforme solo se pueden dar en canales de sección transversal

prismáticas, es decir, cuadrada, triangular, trapezoidal, circular, etc. Si el área no es uniforme tampoco lo será

el flujo. La aproximación de flujo uniforme implica que la velocidad es uniforme es igual a la velocidad m edia

del flujo y que la distribución de esfuerzos de corte en las paredes del canal es constante.

Bajo las condiciones anteriores se pueden obtener las siguientes relaciones, denominadas relaciones de

Chezy–Manning, para la velocidad V y el caudal Q:

Caudal (Q)

𝑄 =1

𝑛∗ 𝐴 ∗ 𝑅

23 𝑆

12

Velocidad V

𝑉 =1

𝑛𝑅

23 𝑆

12

A: Área de la sección del Canal.

Rh: Radio hidráulico de la sección.


pág. 6

So: Pendiente del Fondo del Canal.

n: Coeficiente de Maning

Valores de coeficiente de Manning:

Material

Coef. Manning "n"

Mínimo Máximo

Cemento puro 0.01 0.013

Mortero de cemento 0.011 0.015

Ladrillo en mortero 0.012 0.017

Fundición sin revestir 0.012 0.015

Fundición revestida 0.011 0.013

Entablado cepillado 0.01 0.014

Entablado elistonado 0.012 0.016

Tierra 0.017 0.025

Corte en roca 0.025 0.035

Corriente lisa natural 0.025 0.033

Corriente pedregosa 0.045 0.06

Corriente con maleza 0.075 0.15

Metacrilato 0.009 0.01

Cristal 0.009 0.01

En la tabla anterior se observan los valores para el coeficiente de Mannig (n) donde, como se mencionó k vale

1.0 y 1.486 para el sistema internacional (SI) y el británico respectivamente, n se denomina coeficiente de

Manning y depende del material de la superficie del canal en contacto con el fluido.

GEOMETRIA DEL CANAL

Un canal con una sección transversal invariable y una pendiente de fondo constante se conoce como canal

prismático. De otra manera, el canal es no prismático; un ejemplo es un vertedero de ancho variable y

alineamiento curvo. Al menos que se indique específicamente los canales descritos son prismáticos.

Los elementos geométricos de una sección de canal son propiedades que estarán definidas por completo por

la geometría de la sección y la profundidad del flujo del canal. Estos elementos son muy importantes para el

estudio de los flujos en canales abiertos y las expresiones más características son las siguientes:

- Rh= Ac/P


pág. 7

Donde Rh es el radio hidráulico en relación al área mojada (Ac) con respecto su perímetro mojado (P).

- Yc = Ac/T

El tirante hidráulico (Yc) es relación entre el área mojada y el espejo de agua

5. EQUIPOS Y/O MATERIALES:

Equipo de Canal Abierto (CAS):

Grupo de Alimentación Básico (FME00/B):


pág. 8

7. PROCEDIMIENTO:

1. Se calibró el equipo y se colocó en una pendiente.

2. Se fijó un primer caudal con ayuda del caudal metro el cual fue 3000 L/h.

3. Se medió la longitud del canal una longitud de 2.52 m

4. Con una wincha se trazó un metro y se repartió en 10 cm cada uno

5. Con un limnímetro tomamos las medias respectivas cada 10cm.

6. Después se repitió el paso 2 con diferentes pendientes y con caudales de 4000 y 4000, L/h.

7. Posteriormente se volvió a realizar los pasos anteriores para una nueva inclinación del canal.

8. Para el 3er ensayo se subió la pendiente.

9. Finalmente se ordenaron todos estos datos obtenidos de este ensayo de laboratorio


pág. 9

8. REGISTRO DE DATOS

Observaciones:

Las alturas H3 y H4 no se tomaron las medidas del canal debido que no se podía

medir sus tirantes respectivos

9. CALCULOS DE LOS ENSAYOS:

Los cálculos de los ENSAYOS FLUJO UNIFORME "CANALES RECTANGULARES se presentan a

continuación

DATOS:

ANCHO PENDIENTE 0.002 6.4 cm

H0 H1 H2 H5 H6 H7 H8 H9 H10

mm mm mm mm mm mm mm mm mm

3000 24.4 23.8 23.1 21.8 21.3 21 20.7 20.2 20

PARAMETROS HIDRAULICOS

CAUDAL (L/h)

ENSAYO DE LABORATORIO N° 1

DATOS:


H0 H1 H2 H5 H6 H7 H8 H9 H10


4000 30.5 29.1 28.4 27.1 26.6 25.9 25.7 25.3 25.1

CAUDAL (L/h)



DATOS:


H0 H1 H2 H5 H6 H7 H8 H9 H10


4000 25.9 25.6 25 24 23.9 23.3 22.9 22.5 22.3

CAUDAL (L/h)




pág. 10

Yoner Chavez Burgos

Estd: ingenieria civil

Cod: 2131819924

DATOS:


H0 H1 H2 H5 H6 H7 H8 H9 H10


3000 24.4 23.8 23.1 21.8 21.3 21 20.7 20.2 20

H0 0.0244 m 0.00156 0.1128 0.013844 0.064 0.024 0.005 0.53364 1.115 0.0389 Sup-Critico

H1 0.0238 m 0.00152 0.1116 0.013649 0.064 0.024 0.005 0.54709 1.172 0.0391 Sup-Critico

H2 0.0231 m 0.00148 0.1102 0.013416 0.064 0.023 0.004 0.56367 1.244 0.0393 Sup-Critico

H5 0.0218 m 0.00140 0.1076 0.012967 0.064 0.022 0.004 0.59729 1.396 0.0400 Sup-Critico

H6 0.0213 m 0.00136 0.1066 0.012788 0.064 0.021 0.004 0.61131 1.463 0.0403 Sup-Critico

H7 0.0210 m 0.00134 0.1060 0.012679 0.064 0.021 0.004 0.62004 1.505 0.0406 Sup-Critico

H8 0.0207 m 0.00132 0.1054 0.012569 0.064 0.021 0.004 0.62903 1.549 0.0409 Sup-Critico

H9 0.0202 m 0.00129 0.1044 0.012383 0.064 0.020 0.004 0.64460 1.626 0.0414 Sup-Critico

H10 0.0200 m 0.00128 0.1040 0.012308 0.064 0.020 0.004 0.65104 1.659 0.0416 Sup-Critico

DATOS:


H0 H1 H2 H5 H6 H7 H8 H9 H10


4000 30.5 29.1 28.4 27.1 26.6 25.9 25.7 25.3 25.1

H0 0.0305 m 0.00195 0.1250 0.015616 0.064 0.031 0.007 0.42691 0.713 0.0398 Sub-Critico

H1 0.0291 m 0.00186 0.1222 0.015241 0.064 0.029 0.006 0.44745 0.784 0.0393 Sub-Critico

H2 0.0284 m 0.00182 0.1208 0.015046 0.064 0.028 0.006 0.45848 0.823 0.0391 Sub-Critico

H5 0.0271 m 0.00173 0.1182 0.014673 0.064 0.027 0.006 0.48047 0.904 0.0389 Sub-Critico

H6 0.0266 m 0.00170 0.1172 0.014526 0.064 0.027 0.005 0.48951 0.938 0.0388 Sub-Critico

H7 0.0259 m 0.00166 0.1158 0.014314 0.064 0.026 0.005 0.50273 0.989 0.0388 Sub-Critico

H8 0.0257 m 0.00164 0.1154 0.014253 0.064 0.026 0.005 0.50665 1.005 0.0388 Sup-Critico

H9 0.0253 m 0.00162 0.1146 0.014129 0.064 0.025 0.005 0.51466 1.037 0.0388 Sup-Critico

H10 0.0251 m 0.00161 0.1142 0.014067 0.064 0.025 0.005 0.51876 1.053 0.0388 Sup-Critico

DATOS:


H0 H1 H2 H5 H6 H7 H8 H9 H10


4000 25.9 25.6 25 24 23.9 23.3 22.9 22.5 22.3

H0 0.0259 m 0.00166 0.1158 0.014314 0.064 0.026 0.005 0.50273 0.989 0.0388 Sub-Critico

H1 0.0256 m 0.00164 0.1152 0.014222 0.064 0.026 0.005 0.50863 1.013 0.0388 Sup-Critico

H2 0.0250 m 0.00160 0.1140 0.014035 0.064 0.025 0.005 0.52083 1.062 0.0388 Sup-Critico

H5 0.0240 m 0.00154 0.1120 0.013714 0.064 0.024 0.005 0.54253 1.152 0.0390 Sup-Critico

H6 0.0239 m 0.00153 0.1118 0.013682 0.064 0.024 0.005 0.54480 1.162 0.0390 Sup-Critico

H7 0.0233 m 0.00149 0.1106 0.013483 0.064 0.023 0.005 0.55883 1.222 0.0392 Sup-Critico

H8 0.0229 m 0.00147 0.1098 0.013348 0.064 0.023 0.004 0.56860 1.266 0.0394 Sup-Critico

H9 0.0225 m 0.00144 0.1090 0.013211 0.064 0.023 0.004 0.57870 1.311 0.0396 Sup-Critico

H10 0.0223 m 0.00143 0.1086 0.013142 0.064 0.022 0.004 0.58389 1.335 0.0397 Sup-Critico

ESPEJO DE

AGUA (m)

UNIVERSIDAD SEÑOR DE SIPÁN

#[email protected]

Pimentel-Chiclayo-lambayeque

FACULTAD DE INGENIERÍA, ARQUITECTURA Y URBANISMOESCUELA PROFESIONAL INGENIERIA CIVIL

LABORATORIO

FLUJO UNIFORME "CANALES RECTANGULARES"



CAUDAL (L/h)



0.000833333

CAUDAL (m3/s)TIRANTE

HIDRAULICO (m)

RUGOCIDAD

DEL CANAL TIPO DE FLUJO

NUMERO DE

FROUDE

VELOCIDAD

(m/s)

ENERGIA

ESPECIFICA (m-

kg/kg)

AREA (m2) PERIMETRO

MOJADO (m)

RADIO

HIDRAULICO

(m)

CAUDAL (L/h)

CAUDAL (m3/s)

AREA (m2) PERIMETRO

MOJADO (m)

RADIO

HIDRAULICO

(m)

ENERGIA

ESPECIFICA (m-

kg/kg)

TIPO DE FLUJO 0.001111111



ESPEJO DE

AGUA (m)

TIRANTE

HIDRAULICO (m)

RUGOCIDAD

DEL CANAL

VELOCIDAD

(m/s)

NUMERO DE

FROUDE

CAUDAL (L/h)

CAUDAL (m3/s)

AREA (m2) PERIMETRO

MOJADO (m)

RADIO

HIDRAULICO

(m)

ENERGIA

ESPECIFICA (m-

kg/kg)

TIPO DE FLUJO 0.001111111

ESPEJO DE

AGUA (m)

TIRANTE

HIDRAULICO (m)

RUGOCIDAD

DEL CANAL

VELOCIDAD

(m/s)

NUMERO DE

FROUDE


pág. 11

10. GRAFICOS DE DATOS PROCESADOS:

GRAFICA DEL ENSAYO 1

DATOS DE INFORME N° 1

DISTANCIAS TIRANTE

H0 ,=, cm 0 2.44

H1 ,=, cm 10 2.38

H2 ,=, cm 20 2.31

H3 ,=, cm 50 2.18

H4 ,=, cm 60 2.13

H5 ,=, cm 70 2.10

H6 ,=, cm 80 2.07

H7 ,=, cm 90 2.02

H8 ,=, cm 100 2.00

Interpretación- La relación de Tirante hidráulico y distancia, analizando la gráfica podemos darnos cuenta

que a medida que la distancia aumenta el tirante disminuye

2.44 2.38 2.312.18 2.13 2.10 2.07 2.02 2.00

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

TIR

AN

TE H

IDR

AU

LIC

O (

cm)

DISTANCIA (cm)

TIRANTE HIDRAULICO VS DISTANCIA


pág. 12



DISTANCIAS TIRANTE

H0 ,=, cm 0 3.05

H1 ,=, cm 10 2.91

H2 ,=, cm 20 2.84

H3 ,=, cm 50 2.71

H4 ,=, cm 60 2.66

H5 ,=, cm 70 2.59

H6 ,=, cm 80 2.57

H7 ,=, cm 90 2.53

H8 ,=, cm 100 2.51



2.912.84

2.712.66

2.59 2.572.53 2.51

2.00

2.50

3.00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

TIR

AN

TE H

IDR

AU

LIC

O (

cm)

DISTANCIA (cm)



pág. 13



DISTANCIAS TIRANTE

H0 ,=, cm 0 2.59

H1 ,=, cm 10 2.56

H2 ,=, cm 20 2.50

H3 ,=, cm 50 2.40

H4 ,=, cm 60 2.39

H5 ,=, cm 70 2.33

H6 ,=, cm 80 2.29

H7 ,=, cm 90 2.25

H8 ,=, cm 100 2.23



2.59 2.562.50

2.40 2.392.33

2.292.25 2.23

2.00

2.50

3.00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

TIR

AN

TE H

IDR

AU

LIC

O (

cm)

DISTANCIA (cm)



pág. 14



ALTURAS RELACION DE

TIRANTE - BASE

NUMERO DE FROUDE

H0 ,=, m 0.381 1.115

H1 ,=, m 0.372 1.172

H2 ,=, m 0.361 1.244

H3 ,=, m 0.341 1.396

H4 ,=, m 0.333 1.463

H5 ,=, m 0.328 1.505

H6 ,=, m 0.323 1.549

H7 ,=, m 0.316 1.626

H8 ,=, m 0.313 1.659

Gráfica. Y/B vs Fr (aguas abajo). Analizando la gráfica podemos darnos cuenta de que a medida de que el

número de Froude aumenta la relación tirante- base va decreciendo progresivamente.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Y/B 0.381 0.372 0.361 0.341 0.333 0.328 0.323 0.316 0.313

FROUDE 1.115 1.172 1.244 1.396 1.463 1.505 1.549 1.626 1.659

0.381 0.372 0.361 0.341 0.333 0.328 0.323 0.316 0.313

1.115 1.1721.244

1.396 1.463 1.505 1.5491.626 1.659

0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

1.600

1.800

NU

MER

O D

E FR

OU

DE

Y/B VS F


pág. 15



ALTURAS RELACION DE

TIRANTE - BASE

NUMERO DE FROUDE

H0 ,=, m 0.477 0.713

H1 ,=, m 0.455 0.784

H2 ,=, m 0.444 0.823

H3 ,=, m 0.423 0.904

H4 ,=, m 0.416 0.938

H5 ,=, m 0.405 0.989

H6 ,=, m 0.402 1.005

H7 ,=, m 0.395 1.037

H8 ,=, m 0.392 1.053


número de Froude aumenta la relación tirante- base va decreciendo progresivamente


1 2 3 4 5 6 7 8 9

Y/B 0.477 0.455 0.444 0.423 0.416 0.405 0.402 0.395 0.392

FROUDE 0.713 0.784 0.823 0.904 0.938 0.989 1.005 1.037 1.053

0.477 0.455 0.444 0.423 0.416 0.405 0.402 0.395 0.392

0.7130.784 0.823

0.904 0.9380.989 1.005 1.037 1.053

0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

NU

MER

O D

E FR

OU

DE

Y/B VS F


pág. 16


ALTURAS RELACION DE

TIRANTE - BASE

NUMERO DE FROUDE

H0 ,=, m 0.405 0.989

H1 ,=, m 0.400 1.013

H2 ,=, m 0.391 1.062

H3 ,=, m 0.375 1.152

H4 ,=, m 0.373 1.162

H5 ,=, m 0.364 1.222

H6 ,=, m 0.358 1.266

H7 ,=, m 0.352 1.311

H8 ,=, m 0.348 1.335


número de Froude aumenta la relación tirante- base va decreciendo progresivamente



1 2 3 4 5 6 7 8 9

Y/B 0.405 0.400 0.391 0.375 0.373 0.364 0.358 0.352 0.348

FROUDE 0.989 1.013 1.062 1.152 1.162 1.222 1.266 1.311 1.335

0.405 0.400 0.391 0.375 0.373 0.364 0.358 0.352 0.348

0.989 1.013 1.0621.152 1.162 1.222 1.266 1.311 1.335

0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

1.600

NU

MER

O D

E FR

OU

DE

Y/B VS F


pág. 17

ALTURAS TIRANTE

HIDRAULICO (m) VELOCIDAD

(m/s)

H0 ,=, m 0.0244 0.534

H1 ,=, m 0.0238 0.547

H2 ,=, m 0.0231 0.564

H3 ,=, m 0.0218 0.597

H4 ,=, m 0.0213 0.611

H5 ,=, m 0.0210 0.620

H6 ,=, m 0.0207 0.629

H7 ,=, m 0.0202 0.645

H8 ,=, m 0.0200 0.651

Gráfica. Tirante vs velocidad (aguas abajo).Podemos observar como es el comportamiento del tirante según la

velocidad, analizando el grafico el tirante cada vez que disminuye su altura la velocidad va aumentado.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

VELOCIDAD (m/s) 0.534 0.547 0.564 0.597 0.611 0.620 0.629 0.645 0.651

TIRANTE (m) 0.024 0.023 0.023 0.021 0.021 0.021 0.020 0.020 0.020

0.0244 0.0238 0.0231 0.0218 0.0213 0.0210 0.0207 0.0202 0.0200

0.534 0.547 0.5640.597 0.611 0.620 0.629 0.645 0.651

0.0000

0.1000

0.2000

0.3000

0.4000

0.5000

0.6000

0.7000

0.8000

TIRANTE HIDRAULICO VS VELOCIDAD


pág. 18



ALTURAS TIRANTE


(m/s)

H0 ,=, m 0.0305 0.427

H1 ,=, m 0.0291 0.447

H2 ,=, m 0.0284 0.458

H3 ,=, m 0.0271 0.480

H4 ,=, m 0.0266 0.490

H5 ,=, m 0.0259 0.503

H6 ,=, m 0.0257 0.507

H7 ,=, m 0.0253 0.515

H8 ,=, m 0.0251 0.519



1 2 3 4 5 6 7 8 9

VELOCIDAD (m/s) 0.427 0.447 0.458 0.480 0.490 0.503 0.507 0.515 0.519

TIRANTE (m) 0.030 0.029 0.028 0.027 0.026 0.025 0.025 0.025 0.025

0.0305 0.0291 0.0284 0.0271 0.0266 0.0259 0.0257 0.0253 0.0251

0.4270.447 0.458

0.480 0.490 0.503 0.507 0.515 0.519

0.0000

0.1000

0.2000

0.3000

0.4000

0.5000

0.6000



pág. 19



ALTURAS TIRANTE


(m/s)

H0 ,=, m 0.0259 0.503

H1 ,=, m 0.0256 0.509

H2 ,=, m 0.0250 0.521

H3 ,=, m 0.0240 0.543

H4 ,=, m 0.0239 0.545

H5 ,=, m 0.0233 0.559

H6 ,=, m 0.0229 0.569

H7 ,=, m 0.0225 0.579

H8 ,=, m 0.0223 0.584



1 2 3 4 5 6 7 8 9

VELOCIDAD (m/s) 0.503 0.509 0.521 0.543 0.545 0.559 0.569 0.579 0.584

TIRANTE (m) 0.025 0.025 0.025 0.024 0.023 0.023 0.022 0.022 0.022

0.0259 0.0256 0.0250 0.0240 0.0239 0.0233 0.0229 0.0225 0.0223

0.503 0.509 0.5210.543 0.545 0.559 0.569 0.579 0.584

0.0000

0.1000

0.2000

0.3000

0.4000

0.5000

0.6000

0.7000



pág. 20



ALTURAS TIRANTE

HIDRAULICO (m)

ENERGIA ESPECIFICA (m-

kg/kg)

H0 ,=, m 0.0244 0.0389

H1 ,=, m 0.0238 0.0391

H2 ,=, m 0.0231 0.0393

H3 ,=, m 0.0218 0.0400

H4 ,=, m 0.0213 0.0403

H5 ,=, m 0.0210 0.0406

H6 ,=, m 0.0207 0.0409

H7 ,=, m 0.0202 0.0414

H8 ,=, m 0.0200 0.0416

Gráfica. Energía vs Tirantes. Si analizamos el grafico (aguas abajo) Podemos observar como la energía se va

aumentada cuando el tirante va disminuyendo

1 2 3 4 5 6 7 8 9

TIRTANTE (m) 0.024 0.023 0.023 0.021 0.021 0.021 0.020 0.020 0.020

ENERGIA(m-kg/kg) 0.038 0.039 0.039 0.040 0.040 0.040 0.040 0.041 0.041

0.0000

0.0050

0.0100

0.0150

0.0200

0.0250

0.0300

0.0350

0.0400

0.0450

ENERGIA VS TIRANTE


pág. 21



ALTURAS TIRANTE

HIDRAULICO (m)


kg/kg)

H0 ,=, m 0.0305 0.0398

H1 ,=, m 0.0291 0.0393

H2 ,=, m 0.0284 0.0391

H3 ,=, m 0.0271 0.0389

H4 ,=, m 0.0266 0.0388

H5 ,=, m 0.0259 0.0388

H6 ,=, m 0.0257 0.0388

H7 ,=, m 0.0253 0.0388

H8 ,=, m 0.0251 0.0388



1 2 3 4 5 6 7 8 9

TIRTANTE (m) 0.030 0.029 0.028 0.027 0.026 0.025 0.025 0.025 0.025

ENERGIA(m-kg/kg) 0.039 0.039 0.039 0.038 0.038 0.038 0.038 0.038 0.038

0.0000

0.0050

0.0100

0.0150

0.0200

0.0250

0.0300

0.0350

0.0400

0.0450

ENERGIA VS TIRANTE


pág. 22



ALTURAS TIRANTE

HIDRAULICO (m)


kg/kg)

H0 ,=, m 0.0259 0.0388

H1 ,=, m 0.0256 0.0388

H2 ,=, m 0.0250 0.0388

H3 ,=, m 0.0240 0.0390

H4 ,=, m 0.0239 0.0390

H5 ,=, m 0.0233 0.0392

H6 ,=, m 0.0229 0.0394

H7 ,=, m 0.0225 0.0396

H8 ,=, m 0.0223 0.0397



1 2 3 4 5 6 7 8 9

TIRTANTE (m) 0.025 0.025 0.025 0.024 0.023 0.023 0.022 0.022 0.022

ENERGIA(m-kg/kg) 0.038 0.038 0.038 0.039 0.039 0.039 0.039 0.039 0.039

0.0000

0.0050

0.0100

0.0150

0.0200

0.0250

0.0300

0.0350

0.0400

0.0450

ENERGIA VS TIRANTE


pág. 23

Calculo del tirante crítico

Q: caudal

g: aceleración de la gravedad

b: ancho de la solera

ENSAYO 1 DATOS Q ,=, L/h 3000

b ,=, cm 6.4 ENSAYO 2

DATOS Q ,=, L/h 4000

b ,=, cm 6.4 ENSAYO 3

DATOS Q ,=, L/h 4000

b ,=, cm 6.4

√𝑄2

𝑔 ∗ 𝑏2

3


pág. 24

_ SE PROMEDIO LOS TIRANTES DE CADA EN SAYO

TIRANTE CRITICO

TIRANT PROMOMEDIO

TIRRANTE NORMAL (yn)

TIRANTE CRITICO(Yc)

Y1 ,=, m 0.022 0.026

Y2 ,=, m 0.027 0.031

Y3 ,=, m 0.024 0.031

INTERPRETACION

_observamos en la graficas que el tirante normal es menor que el tirante critico

_ El tirante crítico esta por encima del tirante normal en los tres ensayos realizado

1 2 3

TIRANTE NORMAL 0.022 0.027 0.024

TIRANTE CRITICO 0.026 0.031 0.031

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

0.035

TIR

AN

TE N

OR

MA

L Y

CR

ITIC

O E

N (

m) TIRANTE NORMAL VS TIRANTE CRITICO


pág. 25

10. CONCLUSIONES

Mediante el análisis de los datos de las tablas adjuntas se ve claramente que los valores obtenidos

experimentalmente no fueron los esperados porque teóricamente la rugosidad debería ser la misma

para diferentes caudales y pendientes.

Se puede afirmar que no se puede obtener un coeficiente “n” constante debido a los diversos errores

humanos que se comenten en la medición. Un resultado óptimo hubiese sido si en la gráfica de Caudal

vs Rugosidad, la línea que une los puntos fuese paralela al eje de los caudales.

Dando respuesta a nuestros objetivos planteados determinamos lo siguiente:

La relación de Tirante hidráulico y distancia, analizando la gráfica podemos darnos cuenta


Y/B vs Fr (aguas abajo). Analizando la gráfica podemos darnos cuenta de que a medida de

que el número de Froude aumenta la relación tirante- base va decreciendo progresivamente

Tirante vs velocidad (aguas abajo).Podemos observar como es el comportamiento del tirante

según la velocidad, analizando el grafico el tirante cada vez que disminuye su altura la

velocidad va aumentado.

Energía vs Tirantes. Si analizamos el grafico (aguas abajo) Podemos observar como la

energía se va aumentada cuando el tirante va disminuyendo

11. RECOMENDACIONES

Se recomienda evitar en lo posible los diferentes factores que nos pueden llevar a cometer errores en los

resultados, éstos son:

Factor humano, ya que posiblemente hayamos cometido errores al momento de medir los tirantes con

el vernier.

Errores procedentes del material y maquinaria utilizada, tal como la calibración de la máquina.

12. REFERENCIAS:

Máximo villon. Hidráulica de canales. Lima, peru, 2008. Paginas 62- 71 Ven te chow. Hidráulica de canales abiertos

ANEXOS:


pág. 26

Nivelando y tomando las

alturas de lámina de agua en

cada una de ellas

Identificaremos el comportamiento del flujo a lo largo del

canal

FLUJO UNIFORME informe de fluidos II

Engineering

Transcript of FLUJO UNIFORME informe de fluidos II