Subido por jorge sisalima

Sisalima Jorge G2 Informe1

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PRACTICA No1 - COEFICIENTE DE RUGOSIDAD EN CANALES
[1] Jorge Luis Sisalima Andrade
1
([email protected])
Universidad de Cuenca, Facultad de Ingeniería – Escuela de Ingeniería Civil
Campus Central, Av. 12 de Abril y Agustín Cueva. Cuenca – Ecuador
Hidráulica II y LAB – G2, Rev. Por Ing. Verónica Carrillo.
Recepción, 15/ Mayo/ 2020, Ciclo Lectivo Marzo 2020 – Agosto 2020
Resumen- Dentro del análisis del flujo en canales abiertos existen ciertos
valores que ocasionan incertidumbre en su elección o determinación, ya
que de estos depende el resultado del análisis final. Una forma efectiva
para eliminar esta incertidumbre es la parte experimental de la
Hidráulica que ayuda a la caracterización de un proyecto particular y
asegura la exactitud en mayor grado. Aunque es importante, se recalca
que un valor varia en estos procesos dependiendo las condiciones y esto
será analizado.
Palabras Clave- Canal, calado, caudal, pendiente, coeficiente de
rugosidad.
I. INTRODUCCIÓN
Dentro del flujo en canales abiertos, existen distinciones que
caracterizan a cada tipo que se puede presentar; de manera
particular se hace referencia a flujo permanente que mantiene
el mismo caudal en la longitud total del flujo. En la
caracterización principal de un canal y su flujo se encuentra el
coeficiente de rugosidad o coeficiente de Manning, que
significa la resistencia al escurrimiento.
El coeficiente mencionado no posee un método exacto de
selección de un valor de este mismo. Por lo que, en este texto
se intenta: inferir la dependencia del coeficiente hacia ciertos
factores, valores típicos y establecer un método analítico para
su determinación (cabe recalcar que esta parte hace referencia
a selección ya que la implementación del método es anterior a
estas prácticas).
II. MATERIALES Y MÉTODOS
MARCO TEÓRICO
FLUJO PERMANENTE UNIFORME
El flujo uniforme permanente es el tipo de flujo fundamental
que se considera en la hidráulica de canales abiertos. La
profundidad del flujo no cambia durante el intervalo de tiempo
bajo consideración. En el caso especial de flujo uniforme y
permanente, la línea de alturas totales, la línea de altura
piezométricas y la solera del canal son todas paralelas, es decir,
son todas iguales sus pendientes. La característica principal de
un flujo permanente y uniforme en canales abiertos es que la
superficie del fluido es paralela a la pendiente del canal, es
decir, dy/dx = 0 o la profundidad del canal es constante,
cuando la pendiente final (Sf) es igual a la pendiente inicial
(So) del canal.
 Compresibilidad del fluido
Se asume, para efectos de este trabajo, que el flujo de agua es
incompresible.
 Flujo a superficie libre
Es aquel en el cual el líquido circula en contacto con la
atmósfera.
Para efectos de este trabajo, la solera (fondo, lecho) y las
paredes laterales de la conducción se consideran
impermeables.
En el tramo (Ax) del canal en estudio actúan dos fuerzas
principales: el peso propio (W) y la fuerza de rozamiento (x)
contra la solera y las paredes producto de la viscosidad (ji) del
líquido.
 Sección del canal
Se designa con el nombre de sección de un canal a la sección
perpendicular a su eje. Las líneas de corriente son
perpendiculares a la sección, por esta razón se puede medir la
velocidad.
 Canal prismático
Esto es que el canal tiene alineamiento y sección constante.
Las curvas en planta no se tienen en cuenta en este trabajo dado
los cambios en la distribución de presiones hidrostáticas que
acarrea la fuerza centrífuga.
Cuando el canal no es prismático (cauces naturales), se asimila
un tramo corto del cauce natural a un canal prismático.
Previendo que la sección varíe muy poco y progresivamente.
Sección mojada (A): se designa como sección mojada o área
(A) a la porción de sección transversal de un canal limitado por
la solera, las paredes y la superficie libre.
Perímetro mojado (P): se designa como perímetro mojado
(P) a la longitud de contacto entre el líquido y la superficie
sólida (solera más paredes). No se tiene en cuenta la superficie
libre (T) del líquido.
La superficie libre (T): es la superficie de separación entre el
líquido (agua) y la atmósfera (aire).
El conocimiento y exacta estimación numérica de estos tres
elementos es fundamental en el cálculo hidráulico. De ellos
depende: la velocidad (V), el caudal (Q) y el Número de
Froude (NF).
Se desprenden tres relaciones fundamentales en el
conocimiento y en el cálculo hidráulico.
Radio hidráulico (Rh): Es la relación que existe entre el área
y el perímetro. Rj, = A/P.
Altura hidráulica (Dh): Es la relación que existe entre el área
y la superficie libre (T). Dh= A /T.
Velocidad media (V): es la relación que existe entre el caudal
(Q) (constante en este trabajo) y el área (A). V = Q /A.
COEFICIENTE DE RUGOSIDAD
En el año 1889, el ingeniero irlandés Robert Manning, presentó
por primera vez la ecuación durante la lectura de un artículo en
una reunión del Institute of Civil Engineers de Irlanda. El
artículo fue publicado más adelante en
Transactions, del Instituto. La ecuación en principio fue dada
en una forma complicada y luego simplificada a
V = C*R^2/3*S^1/2, donde V es la velocidad media, C el
factor de resistencia al flujo, R el radio hidráulico y S la
pendiente. Esta fue modificada posteriormente por otros y
expresada en unidades métricas como V = (1/n)*R^2/3*S^1/2
(Siendo n el coeficiente de rugosidad Manning). Más tarde, fue
convertida otra vez en unidades inglesas, resultando en V =
(1.486/n)*R^2/3*S^1/2. Q= (1.486/n) A*R^2/3*S1/2.
1
Tabla 1. Valores comunes del coeficiente de rugosidad según los
materiales
Radio Hidráulico:
𝑅 = 𝐴 /𝑃
Donde:
R: Radio hidráulico
A: Área
P: Perímetro Mojado
𝑃 = 𝑏𝑦1 / ( 𝑏 + 2𝑦1 )
Velocidad:
𝑉 = 𝑄/𝐴
Donde:
V: velocidad
Q: caudal
A: área de la sección del canal
Pendiente hidráulica:
Para pendientes negativas
𝑆=
Para pendientes positivas
𝑆=
𝑦1 − (𝑦2 + 𝑑)
𝐿
𝑦2 − (𝑦1 + 𝑑)
𝐿
En el flujo permanente uniforme se considera la pendiente
hidráulica equivalente a la pendiente geométrica.
 Determinación experimental
Desde la antigüedad, la problemática del transporte y la
medición de caudales en canales abiertos, era una necesidad
para poder regar los plantíos, consumo humano, y control de
avenidas, de agua pluvial. Se sabía que factores como la
pendiente, la sección hidráulica, así como la superficie del
canal, definen la cantidad de agua que es capaz de transportar,
el determinado medio. Es muy probable que en la mayoría de
los casos, se hicieran los cálculos por tanteo y error, hasta que
se discernieran los parámetros que hoy día conocemos. Sin
embargo, hoy en día conocemos basados en la investigación
previa, varias fórmulas que son capaces de describir el modelo
matemático del fenómeno, uno de los factores más estudiados,
y que producen más dispersión en los resultados de las
fórmulas es el factor de rugosidad del cauce; la escogencia
debe de hacerse con mucho criterio, sustentándose en una buen
análisis del cauce en una buena sección de estudio. Para el
cálculo del coeficiente de rugosidad, se va a Utilizar la fórmula
de:
1
2
METODOLOGÍA
El proceso experimental se realizó por medio de una
simulación virtual (Plataforma Hec. Ras. 5.0.7.) que simulaba
las características de un canal abierto que permite la regulación
de caudal y pendiente. En este caso específico, las
características del canal correspondían a las presentes en el
canal abierto del laboratorio de Dinámica de Fluidos del
Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Cuenca.
El proceso se basa en la regulación de pendiente y caudal del
canal abierto en flujo permanente gradualmente variado, y la
medición de calados; los datos obtenidos son adjuntos con los
datos geométricos previamente especificados y se puede
emplear la fórmula de Manning detallada en la sección
anterior. Lo importante de la toma de varias condiciones de
contorno es ver como varia la magnitud del coeficiente para un
mismo canal.
Figura 1. Pantalla principal del Software
(𝑠)1
𝑉 = ( ) ∗ (𝑅ℎ)3 ∗
𝑛
2
Dónde: V= Velocidad Promedio del Flujo (m/s) R = Radio
Hidráulico (m) S = Pendiente de la línea energética (m/m) n=
Coeficiente de Rugosidad del Manning.
2
b) Q=10L/s
Can
al
Can
al
PF
1 1
PF
0 1
c)
Figura 2. Pantalla de modificación de pendiente y caudal
m3/
m/
s
m
m
m
m
m/m
s
m2 m
0.0 0.1 0.1 0.1
0.0140 0.8 0.0 0.
1
2
6
7 0.2
04
6
1 3
0.0
0.0 0.0 0.0 0.0073
0.0 0.
1
0
5
5
7
45 0.7
1 3
Froude #
Chnl
Top Width
Flow Area
Vel Chnl
E.G. Slope
E.G. Elev
Cri W.S.
W.S. Elev
Min Ch El
Q total
Profile
River State
Reach
Tabla 3. Datos combinación 2
1.4
1.0
2
Q=15L/s
Can
al
Can
al
PF
1 1
PF
0 1
m3/
m/
s
m m m m m/m
s
m2 m
0.01 0.1 0.1 0.1 0.2 0.0138 0.9 0.0 0.
5
2
7
8
2
07
8
2 3
0.01
0.0 0.0
0.0077 0.8 0.0 0.
5
0
6
6 0.1
19
1
2 3
Froude #
Chnl
Top Width
Flow Area
Vel Chnl
E.G. Slope
E.G. Elev
Cri W.S.
W.S. Elev
Min Ch El
Q total
Profile
River State
Reach
Tabla 4. Datos combinación 3
1.3
9
1.0
4
d) Q=20L/s
Tabla 5. Datos combinación 4
Can
al
Can
al
PF
1 1
PF
0 1
2.
a)
0.00
5
0.00
5
m
m
m
m/m
m/
s
m2 m
0.1
2
0.1
4
0.0
3
0.1
5
0.0
3
0.1
7
0.0
5
0.1410
2
0.0076
01
0.6
7
0.5
5
0.0
1
0.0
1
0
0.
3
0.
3
Can
al
Can
al
PF
1 1
PF
0 1
Froude #
Chnl
Top Width
Flow Area
Vel Chnl
E.G. Slope
E.G. Elev
Cri W.S.
W.S. Elev
Min Ch El
m3/
m/
s
m m m m m/m
s
m2 m
0.00 0.1 0.2 0.2 0.2 0.0141 0.6 0.0 0.
5
8
1
1
3
02
6
1 3
0.00
0.0 0.0 0.0 0.0158 0.6 0.0 0.
5
0
2
3
5
01
9
1 3
Froude #
Chnl
Top Width
Flow Area
Vel Chnl
E.G. Slope
E.G. Elev
Cri W.S.
W.S. Elev
Min Ch El
Q total
Profile
River State
Reach
m
Froude #
Chnl
Top Width
Flow Area
Vel Chnl
E.G. Slope
E.G. Elev
Cri W.S.
W.S. Elev
Min Ch El
Q total
Profile
River State
Reach
Tabla 2. Datos combinación 1
PF
1 1
PF
0 1
1.3
7
1.0
4
Tabla 6. Datos combinación 5
1. Pendiente 0.01
a) Q=5L/s
Can
al
Can
al
m3/
m/
s
m
m
m
m
m/m
s
m2 m
0.0 0.1 0.1
0.2 0.0135 1.0 0.0 0.
2
2
8 0.2
4
25
7
2 3
0.0
0.0 0.0 0.1 0.0078 0.8 0.0 0.
2
0
7
8
2
66
9
2 3
Pendiente 0.015
Q=5L/s
III. RESULTADOS
A continuación se mostrara tabulaciones de datos
característicos a cada flujo que corresponden a las mediciones
en cada combinación de pendiente y caudal.
m3/
s
Q total
Profile
River State
Cabe recalcar que la toma de datos de calado fuese realizada
por varias técnicas de medición manuales, al igual que el
control de pendiente y caudal: pero en el caso de simulación
virtual estos datos son obtenidos en una tabla generada por la
interfaz.
Los valores seleccionados particularmente de pendiente
fueron: 0.01, 0.015, 0.02 y 0.025. Los valores particulares de
caudal fueron: 5 L, 10L, 15L y 20 L. Posteriormente se realizó
una simulación con cada combinación de estos valores.
Los datos geométricos del canal seleccionado fueron: ancho
del canal 30 cm y longitud del canal 12 m.
Reach
Figura 3. Canal simulado
1.3
4
1.4
2
1.3
7
1.0
2
3
b) Q=10L/s
b) Q=10L/s
1.3
7
1.4
5
Can
al
Can
al
Q=15L/s
PF
1 1
PF
0 1
c)
1.3
6
1.4
5
Can
al
Can
al
PF
1 1
PF
0 1
1.3
4
1.4
5
Can
al
Can
al
Pendiente 0.02
Q=5L/s
PF
1 1
PF
0 1
4.
a)
Froude #
Chnl
Top Width
Flow Area
Vel Chnl
E.G. Slope
E.G. Elev
Cri W.S.
W.S. Elev
Min Ch El
Top Width
Flow Area
Vel Chnl
E.G. Slope
E.G. Elev
Cri W.S.
W.S. Elev
Min Ch El
Froude #
Chnl
1.3
4
1.5
6
Froude #
Chnl
Top Width
Flow Area
Vel Chnl
E.G. Slope
E.G. Elev
Cri W.S.
W.S. Elev
m3/
m/
s
m
m
m
m
m/m
s
m2 m
0.0 0.2
0.3 0.3 0.0135 1.0 0.0 0.
2
4 0.3
2
6
2
5
2 3
0.0
0.0 0.0 0.1 0.0175 1.1 0.0 0.
2
0
6
8
2
48
4
2 3
1.3
2
1.5
1
Pendiente 0.025
Q=5L/s
m3/
m/
s
m m m m m/m
s
m2 m
0.00 0.2 0.2 0.2 0.2 0.0141 0.6 0.0 0.
5
4
7
7
9
01
6
1 3
0.00
0.0 0.0 0.0 0.0188 0.7 0.0 0.
5
0
2
3
5
86
2
1 3
1.3
2
1.5
2
Can
al
Can
al
PF
1 1
PF
0 1
m3/
m/
s
m m
m
m
m/m
s
m2 m
0.00 0. 0.3 0.3 0.3 0.0141 0.6 0.0 0.
5 3
3
3
5
01
6
1 3
0.00
0.0 0.0 0.0 0.0460 0.9 0.0 0.
5 0
2
3
6
84
5
1 3
Froude #
Chnl
Top Width
Flow Area
Vel Chnl
E.G. Slope
E.G. Elev
Cri W.S.
W.S. Elev
Min Ch El
Profile
River State
Reach
Froude #
Chnl
Top Width
Flow Area
Tabla 14. Datos combinación 13
Vel Chnl
E.G. Slope
E.G. Elev
Cri W.S.
W.S. Elev
Min Ch El
Q total
Profile
Reach
River State
PF
1 1
PF
0 1
Min Ch El
Profile
River State
Reach
Froude #
Chnl
Top Width
Flow Area
m3/
m/
s
m
m
m
m
m/m
s
m2 m
0.0 0.1 0.2 0.2
0.0135 1.0 0.0 0.
2
8
4
6 0.3
22
6
2 3
0.0
0.0 0.0 0.1 0.0157 1.1 0.0 0.
2
0
6
8
2
46
1
2 3
Tabla 10. Datos combinación 9
Can
al
Can
al
m3/
m/
s
m m m m m/m
s
m2 m
0.01 0.2 0.2
0.3 0.0138 0.9 0.0 0.
5
4
9 0.3
4
27
6
2 3
0.01
0.0 0.0
0.0187 1.0 0.0 0.
5
0
5
6 0.1
22
6
1 3
Tabla 13. Datos combinación 12
Vel Chnl
E.G. Slope
E.G. Elev
Cri W.S.
W.S. Elev
Min Ch El
Q total
Profile
River State
Reach
3.
a)
1.5
d) Q=20L/s
Tabla 9. Datos combinación 8
PF
1 1
PF
0 1
Q total
Profile
River State
Reach
Froude #
Chnl
Top Width
Flow Area
m3/
m/
s
m m m m m/m
s
m2 m
0.01 0.1 0.2 0.2 0.2 0.0138 0.9 0.0 0.
5
8
3
4
8
01
7
2 3
0.01
0.0 0.0
0.0157 1.0 0.0 0.
5
0
5
6 0.1
05
1
1 3
d) Q=20L/s
Can
al
Can
al
1.3
5
Tabla 12. Datos combinación 11
Vel Chnl
E.G. Slope
E.G. Elev
Cri W.S.
W.S. Elev
Min Ch El
Q total
Profile
River State
Reach
PF
1 1
PF
0 1
m3/
m/
s
m
m
m
m
m/m
s
m2 m
0.0 0.2 0.2 0.2 0.3 0.0140 0.8 0.0 0.
1
4
8
9
2
04
4
1 3
0.0
0.0 0.0 0.0 0.0174
0.0 0.
1
0
4
5
8
06 0.9
1 3
Q=15L/s
Tabla 8. Datos combinación 7
Can
al
Can
al
Q total
Profile
River State
Reach
Froude #
Chnl
Top Width
Flow Area
Vel Chnl
E.G. Slope
E.G. Elev
Cri W.S.
W.S. Elev
Min Ch El
m3/
m/
s
m
m
m
m
m/m
s
m2 m
0.0 0.1 0.2 0.2 0.2 0.0140 0.8 0.0 0.
1
8
2
3
6
04
5
1 3
0.0
0.0 0.0 0.0 0.0157 0.8 0.0 0.
1
0
4
5
8
14
8
1 3
Q total
c)
Q total
Profile
PF
1 1
PF
0 1
Tabla 11. Datos combinación 10
Q total
Can
al
Can
al
River State
Reach
Tabla 7. Datos combinación 6
1.3
1
2.3
4
b) Q=10L/s
b) Q=10L/s
Can
al
Can
al
1
0
c)
PF
1
PF
1
b (m)
d(m)
y (m)
A(m2)
R(m)
P(m)
V(m/s)
S
n
Froude #
Chnl
Top Width
Flow Area
Tabla 19. Resultados combinación 2
Vel Chnl
E.G. Slope
E.G. Elev
Cri W.S.
W.S. Elev
Min Ch El
Q total
Profile
River State
Reach
Tabla 15. Datos combinación 14
m3
m/
/s
m m m m m/m
s
m2 m
0.0 0. 0.3 0.3 0.3 0.0140 0.8 0.0 0. 1.3
1 3
4
5
8
03
4
1 3
4
0.0
0.0 0.0
0.0420 1.1 0.0 0. 2.2
1 0
3
5 0.1
28
9
1 3
8
Q=15L/s
0.3
0.12
0.045
0.0135
0.0346
0.39
0.741
0.01
0.0143
Tabla 16. Datos combinación 15
c)
Q=15L/s
Can
al
Can
al
PF
1 1
PF
0 1
m3/
m/
s
m m
m
m
m/m
s
m2 m
0.01 0. 0.3 0.3
0.0138 0.9 0.0 0.
5 3
5
6 0.4
26
6
2 3
0.01
0.0 0.0 0.1 0.0394 1.3 0.0 0.
5 0
4
6
3
81
5
1 3
Froude #
Chnl
Top Width
Flow Area
Vel Chnl
E.G. Slope
E.G. Elev
Cri W.S.
W.S. Elev
Min Ch El
Q total
Profile
River State
Reach
Tabla 20. Resultados combinación 3
b (m)
d(m)
y (m)
A(m2)
R(m)
P(m)
V(m/s)
S
n
1.3
3
2.2
4
d) Q=20L/s
Can
al
Can
al
PF
1 1
PF
0 1
m3/
s
m m
m
m
m/m
m/s m2 m
0.0 0. 0.3 0.3 0.4 0.0135 1.0 0.0 0.
2 3
6
8
2
19
4
2 3
0.0
0.0 0.0 0.1 0.0380 1.4 0.0 0.
2 0
5
8
6
57
7
1 3
Froude #
Chnl
Top Width
Flow Area
Vel Chnl
E.G. Slope
E.G. Elev
Cri W.S.
W.S. Elev
Min Ch El
Q total
Profile
River State
Reach
Tabla 17. Datos combinación 16
1.3
1
2.2
1
Posteriormente, a partir de los datos anteriormente mostrados
se realiza el análisis con las formulas especificadas en
secciones anteriores y se tabula las variables obtenidas hasta el
coeficiente de rugosidad.
1. Pendiente 0.01
a) Q=5L/s
0.3
0.12
0.055
0.0165
0.0402
0.41
0.909
0.01
0.0129
d) Q=20L/s
Tabla 21. Resultados combinación 4
b (m)
d(m)
y (m)
A(m2)
R(m)
P(m)
V(m/s)
S
n
0.3
0.12
0.065
0.0195
0.0453
0.43
1.025
0.01
0.0124
Tabla 18. Resultados combinación 1
b (m)
d(m)
y (m)
A(m2)
R(m)
P(m)
V(m/s)
S
n
0.3
0.12
0.025
0.0075
0.0214
0.35
0.667
0.01
0.012
5
2.
a)
Pendiente 0.015
Q=5L/s
d) Q=20L/s
Tabla 25. Resultados combinación 8
Tabla 22. Resultados combinación 5
b (m)
d(m)
y (m)
A(m2)
R(m)
P(m)
V(m/s)
S
n
0.3
0.12
0.025
0.0075
0.0214
0.35
0.667
0.015
0.0141
b) Q=10L/s
b (m)
d(m)
y (m)
A(m2)
R(m)
P(m)
V(m/s)
S
n
3.
a)
Tabla 23. Resultados combinación 6
b (m)
d(m)
y (m)
A(m2)
R(m)
P(m)
V(m/s)
S
n
0.3
0.12
0.06
0.018
0.0429
0.42
1.111
0.015
0.0135
Pendiente 0.02
Q=5L/s
Tabla 26. Resultados combinación 9
0.3
0.12
0.04
0.012
0.03157895
0.38
0.83333333
0.015
0.0147
b (m)
d(m)
y (m)
A(m2)
R(m)
P(m)
V(m/s)
S
n
0.3
0.12
0.025
0.0075
0.0214
0.35
0.667
0.02
0.0164
b) Q=10L/s
c)
Tabla 27. Resultados combinación 10
Q=15L/s
Tabla 24. Resultados combinación 7
b (m)
d(m)
y (m)
A(m2)
R(m)
P(m)
V(m/s)
S
n
0.3
0.12
0.05
0.015
0.0375
0.4
1
0.015
0.0137
b (m)
d(m)
y (m)
A(m2)
R(m)
P(m)
V(m/s)
S
n
c)
0.3
0.12
0.04
0.012
0.0316
0.38
0.833
0.02
0.017
Q=15L/s
Tabla 28. Resultados combinación 11
b (m)
d(m)
y (m)
A(m2)
R(m)
P(m)
V(m/s)
S
n
0.3
0.12
0.05
0.015
0.0375
0.4
1
0.02
0.0158
6
d) Q=20L/s
d) Q=20L/s
Tabla 29. Resultados combinación 12
b (m)
d(m)
y (m)
A(m2)
R(m)
P(m)
V(m/s)
S
n
4.
a)
Tabla 33. Resultados combinación 16
0.3
0.12
0.06
0.018
0.0429
0.42
1.111
0.02
0.0156
Pendiente 0.025
Q=5L/s
b (m)
d(m)
y (m)
A(m2)
R(m)
P(m)
V(m/s)
S
n
Finalmente se obtiene un coeficiente promedio para cada
combinación y para el caudal general:
Tabla 30. Resultados combinación 13
b (m)
d(m)
y (m)
A(m2)
R(m)
P(m)
V(m/s)
S
n
0.3
0.12
0.025
0.0075
0.0214
0.35
0.667
0.025
0.0183
Tabla 34. Coeficientes de rugosidad promedios
n1
n2
n3
n4
nmed

Tabla 31. Resultados combinación 14

c)
0.3
0.12
0.035
0.0105
0.0284
0.37
0.952
0.025
0.0154



Q=15L/s
Tabla 32. Resultados combinación 15
b (m)
d(m)
y (m)
A(m2)
R(m)
P(m)
V(m/s)
S
n
0.3
0.12
0.045
0.0135
0.0346
0.39
1.111
0.025
0.0151
0.0128
0.0140
0.0162
0.0160
0.0148
IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
b) Q=10L/s
b (m)
d(m)
y (m)
A(m2)
R(m)
P(m)
V(m/s)
S
n
0.3
0.12
0.055
0.0165
0.0402
0.41
1.212
0.025
0.0153

• Conclusiones
El valor del coeficiente de rugosidad para el canal abierto
simulado corresponde a un valor ponderado de 0.014,
dicho valor se encuentra en un rango moderado que indica
oposición al escurrimiento por parte del canal.
Según la tabla incluida en el marco teórico se asemeja a
un valor de coeficiente correspondiente a las condiciones
de un canal parcialmente lleno constituido de vidrio
(tendiendo al valor máximo de la tabla)..
El valor de coeficiente se mantiene en un rango específico
en cada una de las combinaciones de condiciones de
contorno, pero incluso en simulación virtual sin error
humano existe una constante diferencia en cada ensayo.
El valor del coeficiente de rugosidad domina el ensayo y
pone limitaciones en cada una de la toma de datos y sus
magnitudes y varianzas.
• Recomendaciones
Si el ensayo es realizado de manera física, asegurar en
todo momento la permanencia de un caudal constante y
una pendiente correctamente graduada.
En el caso de generar la simulación desde cero, hay que
introducir las características geométricas del canal
simulado con la mayor precisión.
7
REFERENCIAS
ANEXOS
[1] Anon.,
2014.
slishare.
[En
línea]
Available at: https://es.slideshare.net/djpatoboy/la-formulade-manning
[Último acceso: 30 Abril 2020].
A continuación se adjunta las diferentes visualizaciones
gráficas y datos obtenidos en la combinación 1 de condiciones
(pendiente 0.01 y Q=5L/s), lo cual da una visión general del
software utilizado.
[2]
Anon.,
s.f.
scrbd.
[En
línea]
Available at: https://es.scribd.com/doc/93592854/Coeficientede-Manning
[Último acceso: 30 Abril 2020].
[3] Cartilla Hidrología del Departamento de Canales abiertos.
McGraw-Hill Informe final Facultad de minas Universidad
Nacional de Colombia. Medellín 1997
[4] Chow, V.T. Hidráulica de Canales Abiertos, McGraw-Hill,
Interamericana S.A. Santafé de Bogotá Colombia. 1994
[5] Fonseca, E. y otros, 2019. Determinacion del coeficiente de
Manning, s.l.: Fidelitas.
[6] French, Richard Hidráulica de Canales abiertos McGrawHill Interamericana S.A. México 1988
Figura 4. View cross section
Figura 5. Profile plot
Figura 6. General profile Plot
8
Figura 7. Rating curve
Figura 10. Profile output table
Figura 8. View 3D
Figura 9. Cross section output
9
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