Universidad del Norte Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Laboratorio de Hidráulica Medidores de Caudal RESALTO HIDRÁULICO 1. RESULTADOS DE APRENDIZAJE b. Capacidad para diseñar y realizar experimentos, así como para analizar e interpretar datos 2. OBJETIVO Investigar las características de una onda estacionaria (el salto hidráulico) producida por el flujo de agua por debajo de una compuerta y observar los patrones de flujo obtenidos. 3. EQUIPO REQUERIDO 4. Canal Armfiel C4-MkII Compuerta Ajustable Banco de Prueba Cronometro TEORÍA Cuando el cambio rápido en la profundidad de flujo es desde un nivel bajo a un nivel alto, a menudo el resultado es una subida abrupta de la superficie del agua. Este fenómeno local se conoce como resaltado hidráulico. Ocurre con frecuencia en un canal por debajo de una compuerta deslizante de regulación; en la parte aguas debajo de un vertedero o en el sitio donde un canal con alta pendiente se vuelve casi horizontal de manera súbita. Cuando el cambio de profundidad en el resalto es grande, el cambio es rápido, se conoce como resalto directo. Cuando el cambio de profundidad es pequeño, el agua sube por medio de una serie de ondulaciones que van disminuyendo gradualmente, este último fenómeno se conoce como resalto ondulatorio. Teniendo en cuenta las fuerzas que actúan dentro del fluido a cada lado de un salto hidráulico de la unidad de la anchura se puede demostrar que: Universidad del Norte Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Laboratorio de Hidráulica Medidores de Caudal ( ) Donde = Es La pérdida total de energía por efectos el resalto (m) = La velocidad promedio antes del resalto (ms-1) =Profundidad del flujo antes del resalto hidráulico (m) = La velocidad promedio después del resalto (ms-1) =Profundidad del flujo después del resalto hidráulico (m) Dado que la sección de trabajo es corta simplificada como: y ( 5. ) PREPARACIÓN DEL EXPERIMENTO 6. . Y la ecuación de anterior puede Asegúrese de que el canal está a nivel, sin registros de parada instaladas en el extremo de descarga del canal. Medir y registrar la amplitud b real (m) de la compuerta. Sujetar el conjunto de Compuerta con descarga inferior de forma segura a los lados del canal cerca del extremo aguas arriba del canal de flujo con el borde afilado en la parte inferior de la puerta que mira hacia aguas arriba. Ubique dos medidores de nivel en los laterales del canal aguas abajo de la compuerta. Para cada uno el punto de referencia de las mediciones estará ajustado al el lecho del canal. PROCEDIMIENTO Ajuste la perilla en la parte superior de la compuerta para posicionar el borde afilado a 0.015m sobre el lecho del canal. Coloque un registro de parada en el extremo de descarga del canal. Abrir gradualmente la válvula de control de flujo y ajustar el flujo hasta que se crea un salto ondular con pequeñas ondulaciones en descomposición hacia el extremo de descarga del canal de flujo. Observe y esboce el patrón de flujo. Aumentar la altura de aguas arriba del agua de la compuerta mediante el aumento del caudal y aumentar la altura de las obstrucciones finales para crear un salto hidráulico en el centro de la sección de trabajo. Observar y dibujar el patrón de flujo. Mida y registre los valores de y1, y3, y9 y Q. Repetir esto para otros caudales aguas arriba y otras aperturas de compuerta y9. Universidad del Norte Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental 7. RESULTADOS Tabular las lecturas y cálculos: y9 y1 8. y3 Calcular V1 y graficar contra Calcular contra Calcular yc y verificar y1<yc<y3 y graficar Hb ΔH Verificar la si fuerza a ambos lados del resalto es la misma y que la curva de energía específica predice una pérdida igual a . Sugiere una aplicación donde la pérdida de energía en el salto sería deseable. ¿Investiga cómo es disipada la energía? CONTENIDO DEL REPORTE El reporte de laboratorio: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Q ANÁLISIS 9. Laboratorio de Hidráulica Medidores de Caudal Introducción Objetivos Marco teórico (Artículo ASCE) Procedimiento Datos experimentales Cálculos Análisis de resultados Referencias Anexos: Registro fotográfico
