INFORME DEL ESTUDIO DE LA ENERGIA ESPECÍFICA EN CANALES ABIERTOS La medida experiment ental para el estu es tudi dio o de la ener energí gía a es espe pecí cífi fica ca en cana ca nale less abie abiert rtos os re rect ctan angu gula lare ress fue fue realizada en el laboratorio de la FICUPLA con la finalidad de determinar el tipo de flujo y la grafica E – Tirante. INFORME LAB. FLUIDOS – ESTUDIO DE LA ENERGIA ESPECIFICA EN CANALES ¨AÑO DE LA INTEGRACIÓN NACIONAL Y EL RECONOCIMIENTO DE NUESTRA DIVERSIDAD¨ UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES “FACULTAD DE INGENIERIA” TEMA: ESTUDIO DE LA ENERGIA ESPECÍFICA EN CANALES ABIERTOS RECTANGULARES PRESENTADO ALA CATEDRA DE LAB. MECÁ. DE FLUIDOS E HIDRÁULICA: INTEGRANTES : CATEDRATICO : ING. HERQUINIO ARIAS, MANUEL VICENTE ESPECIALIDAD : INGENIERIA CIVIL SEMESTRE : VII CICLO TURNO : SÁBADO AULA : B1 - LAB. GIRALDEZ HUANCAYO – PERU 2012 INFORME LAB. FLUIDOS – ESTUDIO DE LA ENERGIA ESPECIFICA EN CANALES INDICE CAPITULO I GENERALIDADES 1. INTRODUCCION 2. TITULO 3. DESCRIPCIÓN GENERAL 4. OBJETIVO DEL ESTUDIO CAPITULO II METODOLOGIA DE TRABAJO 1. ENERGIA ESPECIFICA EN CANALES RECTANGULARES 2. METODOLOGIA 1) Materiales, Herramientas Y Equipos 2) Procedimiento CAPITULO III DATOS OBTENIDOS EN LABORATORIO 1. TOMA DE DATOS 2. DEPURACION DE DATOS 3. CALCULOS DE LOS DATOS 4. RESULTADOS 5. INTERPRETACION DE DATOS CAPITULO IV CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 1. CONCLUSIONES 2. RECOMENDACIONES CAPITULO VI ANEXOS BIBLIOGRAFIA INFORME LAB. FLUIDOS – ESTUDIO DE LA ENERGIA ESPECIFICA EN CANALES CAPÍTULO I GENERALIDADES INFORME LAB. FLUIDOS – ESTUDIO DE LA ENERGIA ESPECIFICA EN CANALES INTRODUCCION El flujo de canales abiertos tiene lugar cuando los líquidos fluyen por la acción de la gravedad y solo están parcialmente envueltos por un contorno sólido. En el flujo de canales abiertos, el líquido que fluye tiene superficie libre y sobre él no actúa otra presión que la debida a su propio peso y a la presión atmosférica. El flujo en canales abiertos también tiene lugar en la naturaleza, como en ríos, arroyos, etc., si bien en general, con secciones rectas del cauce irregulares. De forma artificial, creadas por el hombre, tiene lugar en los canales, acequias, y canales de desagüe. En la mayoría de los casos. Los canales tienen secciones rectas regulares y suelen ser rectangulares, triangulares o trapezoidales. También tienen lugar el flujo de canales abiertos en el caso de conductos cerrados, como tuberías de sección recta circular cuando el flujo no es a conducto lleno. En los sistemas de alcantarillado no tiene lugar, por lo general, el flujo a conducto lleno, y su diseño se realiza como canal abierto. INFORME LAB. FLUIDOS – ESTUDIO DE LA ENERGIA ESPECIFICA EN CANALES Observando en la figura, la curva muestra que, para una energía específica determinada, existen dos posibles profundidades, la profundidad baja y1 y la profundidad alta y2. La profundidad baja es al profundidad alterna de la profundidad alta, y viceversa. Además de existir un punto donde las profundidades alternas serán solo una profundidad, llamada profundidad critica. También se podrá diferencia en 2rangos de flujos: si la profundidad el flujo es mayor a la profundidad critica, el flujo es subcrítico (tirante alto y velocidad baja) mientras si la profundidad del flujo es menor que la profundidad critica, el flujo será supercrítico (tirante bajo y velocidad alta). INFORME LAB. FLUIDOS – ESTUDIO DE LA ENERGIA ESPECIFICA EN CANALES CLASIFICACION DEL FLUJO Tipos de flujo Los tres tipos de flujo son: Flujo crítico Este tipo de flujo presenta una combinación de fuerzas inerciales y gravitacionales que lo hacen inestable, convirtiéndolo en cierta manera en un estado intermedio y cambiante entre los otros dos tipos de flujo. Debido a esto es bastante inaceptable y poco recomendable, usarlo en el diseño de estructuras hidráulicas. Para éste tipo de flujo el número de Froude es igual a 1 y en esta condición no se generan resaltos hidráulicos (disipadores de energía). Flujo supercrítico En este tipo de flujo las fuerzas inerciales presentan una influencia mucho mayor que las fuerzas gravitacionales. Además de esto, el flujo se presenta a velocidades y pendientes altas, y a profundidades más pequeñas. Cuando existe un flujo de este tipo en un canal un aumento en la cantidad de energía provoca una disminución de la profundidad de la lámina de agua. El número de Froude, en este caso, es mayor a 1. Este estado de flujo propicia la formación de resaltos hidráulicos; estos aumentan su capacidad de disipación de energía en ciertos intervalos, alcanzando la mayor capacidad para flujos con Froude mayores a 9. Flujo subcrítico Para este régimen de flujo las fuerzas inerciales son sobrepasadas en importancia por las gravitacionales; en el flujo se tienen velocidades y pendientes bajas, pero las profundidades de la lámina del agua, por el contrario, son mayores que las que se presentan en el flujo supercrítico. Para este tipo de flujo un aumento en la energía se traduce en un aumento en la profundidad de la lámina de agua. El número de Froude en este estado es menor a 1. INFORME LAB. FLUIDOS – ESTUDIO DE LA ENERGIA ESPECIFICA EN CANALES Para calcular el número de Froude y determinar el estado en que se encuentra el flujo se usa la siguiente relación: En ella se relaciona la velocidad v, gravedad g y la profundidad hidráulica DH; esta última está definida como el cociente entre el área mojada y el ancho de la superficie del canal. 2. METODOLOGÍA 1. Materiales , Herramientas Y Equipos MATERIALES -Agua HERRAMIENTA -Libreta de notas -Cronometro INFORME LAB. FLUIDOS – ESTUDIO DE LA ENERGIA ESPECIFICA EN CANALES • Se determino que el tipo de flujo hallado es lento o subcrítico. • Se determino que en el flujo subcrítico son menores que la velocidad. • Se observo que el flujo subcrítico aparecerán pequeñas ondas superficiales avanzando corriente arriba. • Si el flujo es subcrítico y la profundidad de flujo Y aumenta, la energía especifica aumentara y viceversa. • Se obtuvo una Energía Especifica Mínima de 0.019m. • Se obtuvo un caudal de 0.000207595 m3/s. 2. RECOMENDACIONES • Para obtener una mayor precisión en la tomas de datos se recomienda tomar los datos como mínimo 3 veces a mas. • Para tener una clara demostración acerca del comportamiento del fluido se recomienda variar como mínima las pendientes de tirante. • Luego de haber concluido el experimento de energía específica se recomienda limpiar y secar los equipos utilizados en el laboratorio para su mayor duración. INFORME LAB. FLUIDOS – ESTUDIO DE LA ENERGIA ESPECIFICA EN CANALES
