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UNIVERSIDAD ANDINA NÉSTOR CÁCERES VELÁSQUEZ FACULTAD DE INGENIERÍAS Y CIENCIAS PURAS CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

INFORME Nº 03

CURSO DOCENTE

: LAB. DE HIDRÁULICA DE CANALES Y TUBERÍAS : ING. CESAR CONDORI TORRES NOMBRE DEL EXPERIMENTO FLUJO RAPIDAMENTE VARIADO

INTEGRANTES :   

  

CONDORI CANAZA PASTOR CONDORI NINA ELOY CHOQUEGONZA CCOPA ALEX LAYME ZAPANA CARLOS ROBERTO MENDOZA RAMOS LITO MARCOS VILCA CUTIPA ROBINET SOCRATES

FECHA DEL EXPERIMENTO FECHA DE ENTREGA SEMESTRE

: 28 Octubre 2016 : 04 Noviembre 2016 :V-A

FACULTAD DE INGENIERÍAS Y CIENCIAS PURAS CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

ÍNDICE 1

OBJETIVOS ........................................................................................................ 3

2

HOJA DE DATOS ............................................................................................... 3

3

CARACTERÍSTICAS DE LOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS.......................... 3 TUBO DE PITOT .................................................................................................... 3 CANAL DE PENDIENTE VARIABLE 15M .............................................................. 4

4

FUNDAMENTO TEÓRICO .................................................................................. 4 4.1

RESALTO EN CANALES RECTANGULARES ............................................. 4

4.2

FLUJO CRÍTICO ........................................................................................... 5

4.3

PROPIEDAD GEOMÉTRICA DE CANALES................................................. 5

4.4

SECCIONES ABIERTAS ............................................................................... 5

Sección trapezoidal: ............................................................................................ 5 Sección rectangular: ............................................................................................ 6 Sección triangular: ............................................................................................... 6 Sección parabólica: ............................................................................................. 6 Sección circular: .................................................................................................. 6

5

EJEMPLO DE CÁLCULO PARA UN PUNTO EXPERIMENTAL ....................... 6 5.1

PROCEDIMIENTO PASO A PASO ............................................................... 6

5.2

PROCEDIMIENTO MATEMÁTICO ............................................................... 7

6

TABULACIÓN DE RESULTADOS ..................................................................... 7

7

OBSERVACIONES ............................................................................................. 7

8

RECOMENDACIONES ....................................................................................... 8

9

CONCLUSIONES ............................................................................................... 8

10 APORTES ........................................................................................................... 8 11 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................. 8 12 ANEXOS ............................................................................................................. 9

CURSO:

LABORATORI O DE HI DRÁULICA DE CANALES Y TUBE RÍ AS I ng. CESAR CONDORI TORRE S

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1 OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL 

Verificar

experimentalmente

las

propiedades

geométricas

fundamentales de un resalto hidráulico.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS 

Obtener el número de Froude, Tirante promedio



Calcular el Tirante en sus formas experimental y teórico.

2 HOJA DE DATOS Q

Y1

Y2

Yre

Fr1

Yrt

Le

Lt

e%

3 CARACTERÍSTICAS DE LOS EQUIPOS E INSTRUMENTOS TUB O DE PITOT El tubo de Pitot se utiliza para calcular la presión total, también denominada presión de estancamiento, presión remanente o presión de remanso (suma de la presión estática y de la presión dinámica). Lo inventó el ingeniero francés Henri Pitot en 1732.1 Lo modificó Henry Darcy, en 1858.2 Se utiliza mucho para medir la velocidad del viento en aparatos aéreos y para cuantificar las velocidades de aire y gases en aplicaciones industriales. Mide la velocidad en un punto dado de la corriente de flujo, no la media de la velocidad del viento.

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CANAL DE PENDIENTE VAR IABLE 15M La serie de canales H91.8D ha sido diseñada por Didacta Italia para el estudio de los fenómenos hidrodinámicos de las corrientes de superficie libre en los canales abiertos con pendiente variable. Están disponibles las siguientes versiones: En el fondo del canal está presente una serie de orificios roscados escamoteables (paso 250 mm), a utilizar para la fijación de los modelos opcionales y una serie de orificios pasantes que se

utilizan para determinar los

valores de presión. A lo largo de ambos lados del canal está colocado un riel de guía sobre el cual se desliza el carro portaaccesorios e instrumentos. Es posible inclinar el fondo del canal hasta un máximo de 3°, simulando las normales pendientes de los canales reales; es posible también obtener una leve contrapendiente.

4 FUNDAMENTO TEÓRICO 4.1 RE SA LTO EN CANALES RE CTANGULAR ES 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 CURSO:


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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:

4.2 FLUJ O CR ÍTICO 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).

4.3 PR OPIEDA D G EOMÉ TRICA DE CA NALES La sección transversal de un canal natural es generalmente de forma muy irregular y varia de un lugar a otro, desde aproximadamente una parábola hasta aproximadamente un trapecio. Los canales artificiales usualmente se diseñan con formas geométricas regulares (prismáticos), un canal construido con una sección transversal invariable y una pendiente de fondo constante se conoce como canal prismático. El término sección de canal se refiere a la sección transversal de un canal tomado en forma perpendicular a la

dirección del flujo, las secciones mas comunes son las

siguientes:

4.4 SE CCIONES AB IERTAS

Sección trapezoidal: Se usa en canales de tierra debido a que proveen las pendientes necesarias para estabilidad, y en canales revestidos.

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Sección rectangular: Debido a que el rectángulo tiene lados verticales, por lo general se utiliza para canales construidos con materiales estables, acueductos de madera, para canales excavados en roca y para canales revestidos.

Sección triangular: Se usa para cunetas revestidas en las carreteras, también en canales de tierra pequeños, fundamentalmente por facilidad de trazo. También se emplean revestidas, como alcantarillas de las carreteras.

Sección parabólica: Se emplea en algunas ocasiones para canales revestidos y es la forma que toman aproximadamente muchos canales naturales y canales viejos de tierra. Secciones cerradas

Sección circular: El círculo es la sección más común para alcantarillados y alcantarillas de tamaños pequeño y mediano. Sección parabólica: Se usan comúnmente para alcantarillas y estructuras hidráulicas importantes.

5 EJEMPLO DE CÁLCULO PARA UN PUNTO EXPERIMENTAL 5.1 PR OC E DIMIE NTO P A S O A PA S O

PRIMERO.- Ubicar el resalto en una posición adecuada, verificando que el m ismo se encuentre estacionado dejando pasar 2 o 3 min. SEGUNDO.- Medir las profundidades iniciales Y1 Y2 TERCERO.- Calcular la relación Yre=Y2/Y1 en función a los datos obtenidos.

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CUARTO.- Calcular el numero de Froude a la entrada Fr1 y la relación teorica Yrt=Y2/Y1

QUINTO.- Calcular el error porcentual e% SEXTO.- Medir la longitud experimental Le del resalto, y compararla con la longitud teórica Lt obtenida a partir del grafico,

5.2 PR OC E DIMIE NTO MA TE MÁ TIC O

PRIMERO.- Con los datos tomados en el tubo de pitot, calculamos la velocidad media.

 = √ (.) ∗ . 

 = √ ∆ ∗ 

 = .  /

SEGUNDO.- Obtenemos; el caudal, área hidráulica, radio hidráulico, pendiente.

 = 0.0416

3 

 = 0.67

 = 0.195 2

% = 8.465%

6 TABULACIÓN DE RESULTADOS Q (m3/seg)

Y1 (m)

Y2 (m)

Yre (m)

Fr1

Yrt (m)

Le

Lt

e%

0.0416

0.065

0.235

3.615

2.67

3.309

2,4

1.128

8.465

7 OBSERVACIONES Para el experimento es necesario colocar un obstáculo para generar el



resalto hidráulico y todas propiedades geométricas como el tirante critico y otros. Dejar un tiempo prudente para la toma de datos del tirante.



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8 RECOMENDACIONES La toma de datos en el tirante, diferencia de cotas tienen que ser de manera



correcta, para tener una comprobación precisa en el experimento. Para realizar en ensayo correspondiente, tenemos que tener conocimientos



previos de flujo uniforme, permanente y otros

9 CONCLUSIONES 

Al terminar la práctica pudimos tomar los datos en el grafico respecto a la longitud teorica Lt = 1.128 m.



El trabajo en equipo tiene que ser de forma coordinada de acuerdo a nuestra formación profesional.

10 APORTES

11 BIBLIOGRAFÍA

CURSO:

-

Máximo Villon, HIDRÁULICA DE CANALES, 2da EDICIÓN 2007

-

https://prezi.com/c73w9gn54g--/flujo-permanente/


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-

http://www.cuevadelcivil.com/2011/02/elementos-geometricos-de-laseccion.html

12 ANEXOS

F uente Grupo Hoja de trabajo para el experimento CURSO:


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F uente Grupo

F uente Grupo

Cotas piezometricas

Tubo de Pitot

F uente Grupo Después de realizar el ensayo CURSO:


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