HIDRAULICA DE CANALES Y TUBERIAS

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FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA CIVIL VIII

  HIDRAULICA DE CANALES Y TUBERIAS

     CURSO:  

HIDRAULICA DE CANALES Y TUBERIAS

      DOCENTE DE LABORATORIO:

 ESCOBEDO GUEVARA, AMILCAR ORESTEDES

INTEGRANTES:

• NAVARRO CHAVEZ JHARDENSON
• TALLEDO CAMPIAN WENDY
• RODRIGUEZ MEDINA ALFREDO
• TINEO PANDURO JESSICA
• ALVARADO TELLO NELSON

2016

INDICE.

INTRODUCCION.                                                                 3

OBJETIVO GENERAL.                                                                3

OBJETIVO ESPECIFICO.                                                                3

UBICACIÓN DE LA PRÁCTICA.                                                        4

MATERIALES Y/O EQUIPOS UTOLIZADOS.                                        4

MARCO TEORICO.                                                                5

PRESENTACION DE RESULTADOS.                                                9

CONCLUSIONES                                                                12

BIBLIOGRAFIA                                                                        13

ANEXOS                                                                        14

1. INTRODUCCION.

El presente trabajo de laboratorio referido a ENERGÍA ESPECÍFICA EN CANAL RECTANGULAR ABIERTO que es  un sistema de flujo en el que la superficie  del fluido está expuesta a la atmosfera, la forma de la sección transversal del canal abierto resulta crítico para la capacidad de entregar una rapidez  del flujo volumétrico particular del flujo, en esta práctica nos ha permitido a caracterizar la forma del canal usando los términos de radio hidráulico, el cual depende del área de la sección transversal neta de la corriente del flujo y perímetro mojado, así como también el salto hidráulico.

En el ensayo se observó el salto hidráulico, en un canal de ancho 0,245 m al cual se lo inclino al 2%, al final del canal existe una compuerta de rejilla regulable y asegurada por un sistema de perno mecánico y cayendo el flujo de agua, en un pozo de recepción y luego a un pozo de rebose.

   La práctica consistió en la toma de datos de los tirante del flujo de agua, antes y después del salto hidráulico bajo diferentes condiciones. Luego, al costado de la poza de recepción, se tomaba la altura del tubo comunicante y luego se ve en una tabla, el caudal.

1. OBJETIVO GENERAL.

• Definir la energía especifica del flujo en canales abiertos

1. OBJETIVO ESPECIFICO.

• Calcular la energía que se disipa en el salto hidráulico.
• Elaborar grafico tirante de agua (y) vs energía que se disipa en salto hidráulico (E).
• Calculo de la velocidad y altura critica con los datos obtenidos en laboratorio.

1. UBICACIÓN DE LA PRÁCTICA.

Laboratorio de Hidráulica de la Universidad Privada del Norte- Lima Norte los Olivos

1. MATERIALES Y/O EQUIPOS UTOLIZADOS.

• Canal de vidrio con pendiente graduable.

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• Agua

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• Wincha

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• Regla Graduada

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• Cuaderno de puentes

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• Lapiceros

1. MARCO TEORICO.

Los saltos hidráulicos ocurren cuando hay un conflicto entre los controles que se encuentran aguas arriba y aguas abajo, los cuales influyen en la misma extensión del canal. Este puede producirse en cualquier canal, pero en la práctica los resaltos se obligan a formarse en canales de fondo horizontal, ya que el estudio de un resalto en un canal con pendiente es un problema complejo y difícil de analizar teóricamente.

El salto hidráulico puede tener lugar ya sea, sobre la superficie libre de un flujo homogéneo o en una interface de densidad de un flujo estratificado y en cualquiera de estos casos el salto hidráulico va acompañado por una turbulencia importante y una disipación de energía.

Cuando en un canal con flujo supercrítico se coloca un obstáculo que obligue a disminuir la velocidad del agua hasta un valor inferior a la velocidad crítica se genera una onda estacionaria de altura infinita a la que se denomina resalto hidráulico, la velocidad del agua se reduce de un valor V1 > C a V2 < C, la profundidad del flujo aumenta de un valor bajo Y1 denominado inicial a un valor Y2 alto denominado secuente.

1.  Resalto en canales rectangulares

Para un flujo supercrítico en un canal rectangular horizontal, la energía del flujo se disipa a través de la resistencia friccional a lo largo del canal, dando como resultado un descenso en la velocidad y un incremento en la profundidad en la dirección del flujo. Un resalto hidráulico se formara en el canal si el número de Froude (F1) del flujo, la profundidad del flujo (Y1)y la profundidad (Y2) aguas abajo satisfacen la ecuación:

                         Y2/Y1 = 1/2 [(1 + 8 F12)1/2  - 1]

1.  Resalto en canales inclinados

En el análisis de resaltos hidráulicos en canales pendientes o con pendientes apreciables, es esencial considerar el peso del agua dentro del resalto, por esta razón no pueden emplearse las ecuaciones de momentum, ya que en canales horizontales el efecto de este peso es insignificante. Sin embargo puede emplearse una expresión análoga a la ecuación utilizando el principio de momentum que contendrá una función empírica que debe determinarse experimentalmente.

1.  Clasificación

Los resaltos hidráulicos en fondos horizontales se clasifican en varias clases y en general esta clasificación se da, de acuerdo con el número de Froude (F1) del flujo entrante. Para F1=1 el flujo es crítico y por consiguiente no se firma resalto, para 1.01<1.7 la superficie del agua muestra ondulaciones y se presenta el resalto ondulante, para 1.71<2.5 se desarrolla una serie de remolinos sobre la superficie del agua  pero aguas abajo permanece uniforme y la velocidad de la sección es razonablemente uniforme y la perdida de energía es baja presentándose entonces el resalto débil, para 2.51<4.5 existe un chorro oscilante que entra desde el fondo del resalto hasta la superficie y se devuelve sin ninguna periodicidad  y cada oscilación produce una onda grande con periodo irregular produciéndose entonces el resalto oscilante, para 4.51<9.0 la extremidad de aguas abajo del remolino superficial y el punto sobre el cual el chorro de alta velocidad tiende a dejar ocurren prácticamente en la misma sección vertical la acción y posición de este resalto son menos sensibles a la variación en la profundidad de aguas abajo, el resalto es bien balanceado y su comportamiento es el mejor presentándose de esta manera el resalto estable, para F1>9.0 el chorro de alta velocidad choca con paquetes de agua intermitentes que corren hacia abajo a lo largo de la cara frontal del resalto generando ondas hacia aguas abajo y puede prevalecer una superficie rugosa, la acción del resalto es brusca pero efectiva produciéndose entonces el resalto fuerte.

1.  Control

El resalto hidráulico puede controlarse o afectarse por medio de obstáculos de diferentes diseños como vertederos de cresta delgada, de cresta ancha y subidas y descensos abruptos en el fondo del canal. La función del obstáculo es asegurar la formación del resalto y controlar su posición en todas las condiciones probables de operación.

Varios experimentos han demostrado que las fuerzas que actúan sobre un obstáculo en un resalto disminuyen rápidamente hasta un mínimo a medida que el extremo de aguas abajo del resalto se mueve hacia aguas arriba hasta una posición encima del obstáculo. De ahí en adelante la fuerza se incrementa con lentitud hasta un valor constante  a medida que el resalto se aleja más hacia aguas arriba. En teoría, el control del resalto hidráulico mediante obstáculos puede analizarse utilizando la teoría del momento. Debido a la falta de conocimiento preciso sobre la distribución de velocidades, el análisis teórico no puede predecir el resultado cuantitativo con exactitud.  

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