Flujo de fluidos en canales abiertos.
Enviado por Rafa Diaz Saavedra • 27 de Febrero de 2017 • Trabajos • 838 Palabras (4 Páginas) • 341 Visitas
Flujo de fluidos en canales abiertos
PRÁCTICA MF-CAN
[pic 1]Imagen esquemática del canal de flujo que vamos a utilizar:
OBJETIVOS:
El propósito fundamental de esta práctica es el estudio de la conducta de los líquidos en sistemas de canales abiertos. Se consideran aspectos a conocer en este apartado: la variación de la pendiente del canal, los fenómenos de sedimentación y erosión así como la presencia de accidentes tales como compuertas, vertederos o sifones. El objetivo consiste en detenerse en cada uno de estos para entender su aplicación y comportamiento.
FACTOR DE RUGOSIDAD DEL CANAL
En primer lugar debemos seleccionar una pendiente en el canal y tener en cuenta el caudal utilizado en cada momento. Vamos a elegir 3 pendientes con diferentes caudales en cada situación (Q1=2000 L/h, Q2=4000 L/h, Q3=6000 L/h)
A continuación, medimos la profundidad del agua en dos puntos diferentes a un metro y medio de distancia (con el flujo en régimen estacionario de circulación)
Y ya podemos calcular la pendiente de elevación midiendo la distancia que hay entre la solera (que también tenemos que medir) y el eje fijo del canal.
ENERGÍA ESPECÍFICA
Obtendremos los resultados de la energía específica mediante el uso de una compuerta vertical, la cual, en principio, se coloca ligeramente abierta en el canal horizontal.
Una vez el canal está circulando medimos la profundidad del líquido a ambos lados del canal, comprobando que en el lugar donde estamos llevando a cabo las mediciones el flujo es uniforme.
El resto consiste en tomar medidas de la profundidad del líquido (a ambos lados) a medida que se abre la compuerta de milímetro en milímetro respetando el caudal constante.
Nuestra tabla de medidas:
Apertura (mm) | Y antes (m) | Y después (mm) | E antes | E después | E compuerta |
0,002 | 0,215 | 0,008 | 0,21521259 | 0,16177968 | 2,46247493 |
0,004 | 0,185 | 0,012 | 0,18528713 | 0,08034653 | 0,61911873 |
0,006 | 0,166 | 0,015 | 0,16635663 | 0,05874178 | 0,2793861 |
0,008 | 0,083 | 0,02 | 0,0844265 | 0,04460475 | 0,16177968 |
0,010 | 0,042 | 0,025 | 0,04757095 | 0,04074704 | 0,108419 |
0,012 | 0,038 | 0,026 | 0,04480551 | 0,04055902 | 0,08034653 |
0,014 | 0,036 | 0,027 | 0,04358269 | 0,04050055 | 0,06421377 |
0,016 | 0,035 | 0,027 | 0,04302217 | 0,04050055 | 0,05444492 |
0,018 | 0,033 | 0,027 | 0,04202402 | 0,04050055 | 0,04837623 |
0,020 | 0,033 | 0,027 | 0,04202402 | 0,04050055 | 0,04460475 |
Si el canal es recto y el flujo es uniforme, por lo tanto:
[pic 2]
Y a partir de eso y con la ecuación de la energía específica (energía por unidad de peso del líquido) obtenemos la siguiente expresión:
[pic 3]
Esta expresión nos ayudara a calcular las energías específicas pedidas.
Ahora bien, a partir de los datos cosechados y las energías calculadas a partir de estos, representamos gráficamente la curva que se forma a partir de las energías específicas, identificando los regímenes de flujo y los puntos característicos. Relacionamos una descripción interpretativa de dicho gráfico, relacionándolo con lo observado y aprendido en los ensayos del laboratorio.
La gráfica obtenida:
[pic 4]
3. Medida de caudales mediante vertederos.
En este apartado se estudiará el empleo de vertederos en la determinación de caudales en canales abiertos. Para la realización de esta práctica deben seguirse los siguientes pasos:
- Colocar un vertedero en el canal.
- Elegir un caudal de circulación.
- Cuando la circulación del agua alcance el régimen uniforme, anotar el nivel de agua antes del vertedero.
- Repetir los dos pasos anteriores utilizando caudales de 3000, 4000, 5000, 6000 L/h.
- Sustituir el vertedero estudiado y repetir los pasos anteriores.
- Obtener los datos experimentales para los tres vertederos diferentes.
CÁLCULOS:
Calcular los coeficientes de descarga a partir de la ecuación de Rehboch y a partir de las ecuaciones que relacionan dicho parámetro con el caudal de circulación teórico para cada vertedero, tras esto comparar y justificar los resultados obtenidos entre los vertederos.
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