DETERMINACIÓN DEL CAUDAL (Q) MEDIANTE UN VERTEDERO RECTANGULAR
Enviado por Misael Rios Silva • 15 de Diciembre de 2022 • Tareas • 1.465 Palabras (6 Páginas) • 48 Visitas
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN[pic 1]
FACULTAD DE GEOLOGÍA, GEOFÍSICA Y MINAS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA
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“SEGUNDO AÑO”
DETERMINACIÓN DEL CAUDAL (Q) MEDIANTE UN VERTEDERO RECTANGULAR
MECÁNICA DE FLUIDOS
Estudiantes
Edward Cusi Huamaní
Farit Alexis Ccahuana Huamaní
José Alberto Sucacahua Anco
Misael Anderson Ríos Silva
Paúl Huisa Alferez
Wakner Sneyder Flores Pariona
Docente
Ing. Carlos Alberto Luza Huillca
AREQUIPA – PERÚ
Diciembre del 2022
INTRODUCCION
Las aguas corrientes en la naturaleza representan “flujos en canales abiertos”, y a lo largo de los tiempos se ha aprovechado de forma que se pueda obtener energía a través de esta, mediante sistemas de conducción de agua.
Los flujos en canales abiertos son muy comunes. Entre los que encontramos ríos, zanjas de drenaje, cunetas. En comparación con los flujos en tuberías, los flujos en canales abiertos tienen un mayor grado de libertad gracias a la superficie libre.
Los vertederos son estructuras que tienen aplicación muy extendida en todo tipo de sistemas hidráulicos y expresan una condición especial de movimiento no uniforme en un tramo con notoria diferencia de nivel.
En este ensayo se podrá determinar el flujo que pasa sobre la abertura de un vertedero rectangular, para lo cual se hará una investigación sobre informes que se realizaron y de las cuales se obtendrán datos mediante los cuales se realizara el presente trabajo.
OBJETIVOS
- Determinar el caudal del agua que fluye por un canal rectangular.
- Determinar la medida de la altura, velocidad, número de Froude, caudal específico, energía específica y comprobar la conservación de energía específica en diferentes puntos del canal rectangular.
- Análisis y estudio de los elementos que permiten variar la sección transversal del canal. Obstáculos y estrechamientos.
- Estudio del comportamiento del flujo en un resalto de forma teórica y experimental
FUNDAMENTO TEORICO
FLUJO EN CANALES ABIERTOS
Existen dos tipos de caída: la llamada caída sobre cresta delgada y la caída hidrodinámica. En ambos tipos de caída, la condición de la caída puede ser libre o de chorro sumergido.
En la caída sobre cresta delgada es importante que la napa se airee para que caiga libremente. Si no hay aireación pueden producirse perturbaciones y, por tanto, una reducción de la descarga.
En la caída hidrodinámica del vertedero fijo es importante evitar separaciones del chorro (descarga reducida) y depresiones demasiado grandes (peligro de cavitación).
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Cuando un fluido fluye junto a un contorno sólido, la fuerza de rozamiento ejercida por este sobre el fluido origina una disminución de la velocidad del fluido en contacto con el sólido Si se considera una serie de puntos situados sobre una perpendicular al contorno del sólido, a medida que se aleja de las paredes de éste, la distribución de velocidades es creciente. La región en que se produce el cambio de velocidades se denomina Capa límite
VERTEDERO
Los vertederos son elementos complejos e importantes que se utilizan en sistemas de distribución de agua, en saneamientos, en sistemas de evacuación de aguas residuales y en sistemas de control de aguas pluviales y permiten controlar el nivel en embalses, canales y depósitos, también permiten derivar caudales y elevar el nivel de agua.
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Desde el punto de vista de los instrumentos para el control del caudal vertido:
Vertederos libres, sin control.
PARAMETROS HIDRAULICOS
Radio Hidráulico (Rh), Es el resultado de la división del área mojada por el perímetro mojado sólido, que también es un parámetro importante de la geometría como resultado de los elementos básicos del canal.
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P: Perímetro mojado de la sección transversal del escurrimiento.
Profundidad del escurrimiento (y). - Es la distancia entre el punto más bajo de la sección del canal y la superficie libre.
El área de la sección transversal (A). - Es el área mojada perpendicular a la dirección del escurrimiento ocupada por el agua
CLASIFICACION DE FLUJOS EN CONDUCTOS ABIERTOS
Flujo estacionario
Cuando el caudal másico es constante en el tiempo Flujo no estacionario: Cuando el caudal másico no es constante en el tiempo.
Flujo uniforme permanente
Ocurre en canales inclinados muy largos de sección transversal constante. En este flujo el caudal, la velocidad y la profundidad son constantes.
Flujo no uniforme permanente
Ocurre en cualquier canal irregular en el cual el caudal no cambia con el tiempo. También ocurre en canales regulares cuando la profundidad del flujo y la velocidad promedio cambian de una sección a otra. El salto hidráulico es un ejemplo de este flujo.
Flujo Laminar o turbulento
Estos flujos lo definen el número de Reynolds. Como estos canales son de dimensiones tan grandes e incluyen el agua, la cual tiene viscosidad tan baja haciendo que el Número de Reynolds sea tan grande, entonces usualmente el flujo siempre será turbulento.
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Flujo tranquilo
Ocurre a bajas velocidades, en este flujo una pequeña perturbación puede viajar aguas arriba y cambiar las condiciones de aguas arriba. En este flujo Fr < 1. Este flujo también es llamado subcrítico.
Flujo rápido
Ocurre a velocidades altas en el fluido una pequeña perturbación como una onda elemental es barrida hacia aguas abajo. En este flujo F>1 este flujo es llamado también supercrítico
Flujo crítico
Ocurre cuando la velocidad del flujo es exactamente igual a la velocidad de una onda elemental.
Según el estado del flujo de un sitio particular caracterizado por el Número de Froude puede ser:
Flujo Subcrítico o tranquilo: Fr < 1
Flujo crítico: Fr = 1
Flujo supercrítico o rápido: Fr > 1
Número de Froude (Fr)
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