Variación vertical de la velocidad en conductos a flujo libre

VARIACIÓN VERTICAL DE LA VELOCIDAD

EN CONDUCTOS A FLUJO LIBRE

PRESENTADO A

ANDREA MARCELA BOLAÑOS RODRIGUEZ

PRESENTADO POR

MARLA JHINELLA CASTILLO MENESES  100420011676

YULIANA ALEJANDRA MENESES RAMIREZ  100421011267

JAMILTON NARVAEZ CHITO 100422011339

LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS

UNIVERSIDAD DEL CAUCA

INGENIERÍA CIVIL

2023

DATOS, CÁLCULOS Y RESULTADOS

Variación vertical de la velocidad en conductos a flujo libre.

Tabla 1. Cálculo del caudal.

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Cálculo tipo.

Alto (h) = 4 cm

Ancho del canal (b) = 4 cm

Temperatura (T) = 20 °C

Coeficiente de rugosidad (ε) = 0.00015 cm

Viscosidad cinemática () = 1.004 *  cm²/s[pic 2][pic 3]

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La pendiente es la diferencia de elevación entre las posiciones de aguas arriba y abajo.

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La velocidad media real

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Número de Reynolds

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Para encontrar el espesor de la subcapa laminar viscosa, primero se determinó el radio hidráulico y luego la velocidad cortante:

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Con los anteriores datos término el espesor de la subcapa del conducto.

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Cálculo tipo de las velocidades real y teórica.

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Tabla 2. Resultados de las velocidades teóricas y reales en función de la profundidad.

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Gráfica 1. Velocidad teórica y Velocidad real vs y.

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Gráfica 2. Determinación de la velocidad teórica y real gráfica.

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ANÁLISIS DE RESULTADOS

Con el cálculo de a, es posible deducir que el comportamiento hidráulico del conducto es liso, debido a que , sus irregularidades son tan pequeñas que su efecto no traspasa la frontera de la subcapa laminar.[pic 31]

Figura 1. Espesor de la subcapa laminar comparado con la rugosidad absoluta.

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Como todas las practicas estas están sometida a los errores, que pueden ser, debidos a la mala observación y toma de datos, por lo que, una forma de reducirlos, puede ser la toma de datos por parte de un solo estudiante varias veces, de manera que estos puedan recibir un tratamiento de datos más uniforme. También los errores pueden ser ocasionados por la exactitud que presentan los equipos utilizados para la práctica. Un error evidente en nuestra practica se ve a la hora de graficar la velocidad real media medida en el 40% de la profundidad media desde la solera del canal, que lo ideal es que esta empiece desde cero, así como lo hace la velocidad teórica, pero no es así, puesto que comienza desde 28 m/s, esto se pudo haber debido a todos los errores mencionados anteriormente.

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