Practica de Campo -Aforador Rbc

ING. CIVIL 2012 - I

“UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI”

Realizado por

:

  

CICLO DOCENTE

:

CUTIMBO CHOQUE, Wilber. PACOTICONA MONTALICO, Marcial. RODRIGUEZ VERA, Marco

X :

Ing. Emershon Escobedo C.

MOQUEGUA – PERU

2012 1

ING. CIVIL 2012 - I


INTRODUCCION

En este presente informe de campo y de recopilación de datos sobre el caudal existente en el Rio Moquegua realizado con un aforador RBC,se ha intentado abarcar abarcar todo lo referente a la metodología de toma de datos en campo realizada por el grupo; además de la aplicación de lo aprendido en clases, considerando solo los temas de una relevancia superior; pero que a la vez sea conciso, conciso, concreto y comprensible para para todo el que lo lea.

A través de este informe de campo de medición de caudales con el aforador RBC se pretende aplicar lo aprendido en las aulas y aprender de esta experiencia con el fin de evitar errores en la aplicación de medición de caudales en la vida profesional y con ello encontrar afinidad hacia ciertos temas, metodologías y enfoques que te permitirán la obtención de un conocimiento profundo para el desarrollo profesional y aplicación a proyectos de desarrollo.

Esperando que este sea de su agrado,damos inicio con el desarrollo del presente informe.

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INTRODUCCION

En este presente informe de campo y de recopilación de datos sobre el caudal existente en el Rio Moquegua realizado con un aforador RBC,se ha intentado abarcar abarcar todo lo referente a la metodología de toma de datos en campo realizada por el grupo; además de la aplicación de lo aprendido en clases, considerando solo los temas de una relevancia superior; pero que a la vez sea conciso, conciso, concreto y comprensible para para todo el que lo lea.

A través de este informe de campo de medición de caudales con el aforador RBC se pretende aplicar lo aprendido en las aulas y aprender de esta experiencia con el fin de evitar errores en la aplicación de medición de caudales en la vida profesional y con ello encontrar afinidad hacia ciertos temas, metodologías y enfoques que te permitirán la obtención de un conocimiento profundo para el desarrollo profesional y aplicación a proyectos de desarrollo.

Esperando que este sea de su agrado,damos inicio con el desarrollo del presente informe.

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PRACTICA DE CAMPO CAMPO MEDICION DE CAUDAL CAUDAL - DISEÑO DE AFORADOR AFORADOR RBC INTRODUCCIÓN: Los aforadores RBC se utilizan para medir la cantidad de agua que fluye por un canal de riego, por ejemplo. En comparación con los aforadores conocidos, como el WSC o el Parshall, el aforador RBC es el más preciso. Ha sido desarrollado especialmente para ser utilizado en cursos de agua o canales pequeños (canales de riego, canales de entrada y salida, capas arables, arroyos y similares).

DATOS DE RECOLECCION RECOLECCION (UBICACIÓN):  REGION: MOQUEGUA.  PROVINCIA: MARISCAL NIETO. MOQUEGUA.  DISTRITO: MOQUEGUA.  CPM LOS ANGELES. Quilancha).  ZONA: QUILANCHA (Puente Quilancha).

Aplicaciones: cantidad de agua de riego que fluye fluye a un campo. campo.  Medición de cantidad Ventajas:     

Instrumento sencillo, fiable y fácil de utilizar. Los resultados de la medición medición son fáciles de leer. leer. La información de la velocidad de paso del agua está está disponible enseguida. enseguida. Ligero y de tamaño tamaño compacto. Cuatro medidas estándar para cualquier tipo de estudio. 3

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En los últimos años se han desarrollado unos aforadores sencillos para medir el agua en los canales de riego. Los medidores son fáciles de construir en los canales existentes, las medidas son de mucha exactitud y las pérdidas de carga son mínimas. El perfil del aforador en un canal v una sección de ello se muestra en la siguiente figura. Las dimensiones más importantes son la altura del lomo, S, y la longitud del lomo, L. La instalación más sencilla en una acequia de tierra consiste enconstruir un tramo de acequia de hormigón con fondo a nivel cero y paredesverticales (sección rectangular uniforme) y luego se construye elresalto y la rampa. Hay que aclarar que este es un caso particular (con paredes verticales)que simplifica mucho los cálculos y construcción en campo,mientras que en el aforador de cresta general se pueden visualizar susparedes inclinadas: Para diseñar un aforador de cresta ancha se debe conocer:  el ancho de la acequia o canal donde se construirá.  el caudal máximo que se pretenda medir. Para conocer el caudal aproximado que circula por una acequiadonde se pretende instalar el aforador, una manera rápida es calcular lavelocidad media del agua y el área o sección transversal, ya que elcaudal (Q) es igual a la Velocidad media multiplicada por el Área (ya vistoanteriormente). Para calcular la velocidad media de la sección (V media) tomamos untramo de la acequia, por ejemplo unos 10 m (medido con cinta métrica),señalándolo con dos estacas. Se arroja un flotador (trozo de madera ocorcho) un poco antes de la primera marca y medimos con un cronómetroel tiempo que tarda en recorrer esos 10 m, supongamos unos 15segundos.

Una vez elegido el lugar para hacerlo, lo que primero se hace esconstruir un tramo de la acequia en hormigón, con el fondo a nivel ceroy las paredes verticales, de manera de tener una sección rectangularuniforme. El ancho debe ser algo mayor que el de la acequia, para que unavez construidas las paredes, tenga el ancho buscado.

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La parte superior del resalto debe tener nivel cero en todos lossentidos. Una vez que ha fraguado el resalto se construye la rampa, con ellargo de 0,30 m (Lb). Aquí también la terminación del resalto y la rampadebe ser perfectamente lisa. Una vez que se ha construido el aforador hay que colocar la escalahidrométrica que indique el caudal que circula para cada altura deagua.

CALIBRACION ANALITICA: Para calibrar el Aforador RBC, se debe considerar que siempre debe funcionar bajo la condiciónde flujo libre. En la Figura se muestra las dimensiones caracteristicas del perfil del aforador RBC.

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La distancia Lb es aproximadamente igual a 2 veces p 1 , y la distancia La debe de ser mayor a h1max. La distancia p1 se obtiene de la ecuación: p1  y1.h1

Donde: y1 = Tirante de agua en el canal, (m). h1 = Carga sobre el vertedero, (m). El Coeficiente de descarga Cd se obtiene de la figura 4.17, y es función de l a relación h1/L. El Coeficiente Cd también se puede obtener de la ecuación:  h  Cd   1  0.07   L 

0.018

La ecuación de descarga para los aforadores RBC, se escribe: Q  Cd .Cv.

2 3

.

2g 3

1.5

.bC .h1

Donde: Q = Caudal que pasa por el aforador RBC (m 3 /seg). Cd = Coeficiente de descarga. Cv = Coeficiente de velocidad de aproximación. bc = Ancho de cresta vertedera (m). h1 = Carga sobre la cresta vertedera (m).

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MEDIDOR PARSHALL INTRODUCCIÓN Llamado así por el nombre del ingeniero de regadío estadounidense que lo concibió, se describe técnicamente como un canal venturi o de onda estacionaria o de un aforador de profundidad crítica. Sus principales ventajas son que sólo existe una pequeña pérdida de carga a través del aforador, que deja pasar fácilmente sedimentos o desechos, que no necesita condiciones especiales de acceso o una poza de amortiguación y que tampoco necesita correcciones para una sumersión de hasta el 70%. En consecuencia, es adecuado para la medición del caudal en los canales de riego o en las corrientes naturales con una pendiente suave. El medidor Parshall es uno de las estructuras más antiguas y usadas para la medición de caudales en canales abiertos; puede ser construido de madera, metal y de concreto, según la magnitud de los canales y caudales a medir. El medidor Parshall posee una precisión muy buena, puede funcionar a flujo sumergido o a f lujo libre y su operación es relativamente sencilla. Estos medidores abarcan un 3 rango de medición que va desde 1 lps hasta 85 m 3 /s.

FIGURA 01 - Canal de aforo Parshall con un caudal libre y un registrador de nivel DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA: El medidor básicamente consta de tres partes, un canal de entrada, una garganta y un canal de salida, tal como se puede ver en la Figura Nº 2. a) Canal de entrada, es un canal con paredes verticales y simétricas; este canal converge a la garganta del aforador en una proporción de 5:1 y su plantilla de fondo es horizontal. b) Garganta, es un canal con paredes verticales y paralelas, su plantilla de fondo posee una pendiente en la proporción de 2.67:1; al final de la garganta inicia el canal de salida. 7

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c) Canal de salida, es un canal con paredes verticales y divergentes, el fondo de este canal posee una inclinación hacia arriba (contra pendiente). A la arista que se forma en la confluencia del fondo de la garganta con el fondo del canal de salida se le llama cresta y se denota por la letra W.

FIGURA 2 En la Figura 2, se muestra las siguientes dimensiones: W = tamaño de la canaleta o ancho de garganta en pulg. o pies. A = longitud de la pared lateral de la sección convergente. 2/3A = distancia desde el final de la cresta hasta el punto de medición. B = longitud axial de la sección convergente. C = ancho del extremo de aguas debajo de la canaleta. D = ancho del extremo de aguas arriba de la canaleta. E = profundidad de la canaleta. F = longitud de la garganta. G = longitud de la sección divergente. K = diferencia de nivel entre el punto mas bajo de la canaleta y la cresta. M = longitud del fondo de aproximación. 8

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N = profundidad de la depresión en la garganta debajo de la cresta. P = ancho entre dos extremos de las paredes curvadas. R = radio de curvatura de las paredes curvas. X = distancia horizontal desde el punto más bajo de la garganta hasta el punto de medición Hb. Para obtener las dimensiones reales para varios tamaños de canaletas Parshall véase la Tabla 1 que incluye las dimensiones típicas para los medidores hasta 10 pies, y la Tabla que incluye las dimensiones y capacidades a flujo libre para varios anchos de garganta (anexo A).

TABLA 1 Dimensiones típicas de medidores Parshall en (cm.) (Fuente: J.M. de Azevedo Netto).

La operación de este aforador es sencilla, de inspeccionar, de verificar si está sufriendo degradación o si está siendo operado incorrectamente. El medidor Parshall se ubica sobre la sección del canal que se desea aforar, para su instalación se procede de la siguiente manera: a) La dirección del flujo en el canal, debe estar alineada al eje de la estructura. El flujo debe llegar de forma suave, libre de turbulencia y debe estar uniformemente distribuido a través de la sección del canal. b) El aforador se instala para operar en condiciones de flujo libre, y esto ocurre cuando la elevación de la superficie del agua a la salida de la garganta no es lo suficientemente alta como para generar remanso. c) En la mayoría de los casos el aforador está fijado al piso, elevado respecto al nivel del fondo del canal, para prevenir sumergencia excesiva, dicho desnivel es igual al 70% de la sumergencia y a su vez representa la pérdida de carga sobre la estructura. d) El aforador está fijado tal que la elevación del agua en h 1 es mayor al nivel normal de la superficie del agua a la salida del aforador, en una cantidad igual a la perdida de carga. La perdida de carga es igual a la diferencia entre h 1 y 0.7h1 ó también es igual a 0.3h 1.

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En la Tabla Nº 4.2 se presenta las capacidades de descarga de los aforadores Parshall según su geometría y en la Tabla Nº 4.3 se muestran sus características geométricas (ver también la Figura Nº 4.6) ANCHO DE LA

INTERVALO DE DESCARGA

ECUACION DE GASTO

GARGANTA W (mm) 76.200

Qmin (lit/seg)

Qmax(lit/seg)

0.770

32.100

3

Q (m /seg), h1 (m) 0.177h1

152.400

1.500

111.100

0.381h1

228.800

2.500

251.000

0.535h1

304.800

3.320

457.000

0.691h1

457.200

4.800

695.000

1.056h1

609.600

12.100

937.000

1.428h1

914.400 1219.200

17.600 35.800

1427.000 1923.000

2.184h1 2.953h1

1.550 1.580 1.530 1.520 1.538 1.550 1.566 1.578 1.587

1524.000

44.100

2424.000

3.732h1

1828.800

74.100

2929.000

4.519h1

2133.600

85.800

3438.000

5.312h1

2438.400

97.200

3949.000

6.112h1

1.595 1.601

1.607

INTERVALO DE CARGA HIDRAULICA

GRADO DE SUMERGENCIA

h1min (m)

h 1max (m)

S =h w/h1

0.030

0.330

0.500

0.030

0.450

0.600

0.030

0.610

0.600

0.030

0.760

0.700

0.030

0.760

0.700

0.046

0.760

0.700

0.046

0.760

0.700

0.060

0.760

0.700

0.076

0.760

0.700

0.076

0.760

0.700

0.076

0.760

0.700

0.076

0.760

0.700

Tabla N° 4.2: Capacidades de Descarga para Aforadores Parshall (Ackers, 1978) En este cuadro se puede apreciar que cada tamaño de ancho de la garganta de un aforador Parshall, tiene sus características particulares; por lo que, podemos indicar que tendrán su rango de descargas, su ecuación matemática, rango de cargas y su coeficiente de sumergencia diferentes para cada tamaño de W.

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W

A

B

C

D

E

L

G

K

76.200 152.400 228.800 304.800 457.200 609.600 914.400 1219.200 1524.000 1828.800 2133.600 2438.400

467 621 879 1372 1448 1524 1676 1829 1981 2134 2286 2438

457 610 864 1343 1419 1495 1645 1794 1943 2092 2242 2391

178 394 381 610 762 914 1219 1524 1829 2134 2438 2797

259 397 575 845 1026 1206 1572 1937 2302 2667 3032 3397

457 610 762 914 914 914 914 914 914 914 914 914

152 305 305 610 610 610 610 610 610 610 610 610

305 610 457 914 914 914 914 914 914 914 914 914

25 76 76 76 76 76 76 76 76 76 76 76

M

N

305 305 381 381 381 381 457 457 457 457 457

57 114 114 229 229 229 229 229 229 229 229 229

P

X

Y

902 1080 1492 1676 1854 2222 2711 3080 3442 3810 4172

25 51 51 51 51 51 51 51 51 51 51 51

38 76 76 76 76 76 76 76 76 76 76 76

Tabla Nº 4.3: se muestran sus características geométricas Nota: Las unidades de medida de la Tabla Nº 4.3 están en mm. Las ventajas del uso de aforadores Parshall radican en lo siguiente: a) Su forma no permite acumular sólidos en ninguna parte del aforador. b) El diseño hidráulico del aforador Parshall permite que el caudal sea una función lineal de la altura del tirante h1 a la entrada del dispositivo. c) El error de medición, cuando funciona como flujo libre es del 3%, y cuando funciona a flujo sumergido, el error de la medición es del 5%.

VENTAJAS DE LOS MEDIDORES PARSHALL Las ventajas de los medidores Parshall, que pasan factores ya señalados, pueden ser resumidas como sigue. Gran facilidad de construcción. o o Bajo costo de ejecución. o No hay sobre elevación del fondo. o No hay peligro de formación de depósitos debido a materias en suspensión, siendo por ello de gran utilidad en el caso de alcantarillas o de aguas que llevan sólidos en suspensión. Pueden funcionar como un dispositivo en que una sola medición de H es suficiente. o Gran habilidad en soportar sumergencias elevadas, sin alteración de caudal. o o Medidores Parshall de los más variados tamaños, ya fueron ensayados hidráulicamente, lo que permite su empleo en condiciones semejantes, sin necesidad de muchos ensayos o aforos. FUNCIONAMIENTO: El medidor Parshall funciona en dos casos bien diferenciados: a) Con carga libre. b) Con descarga sumergida o ahogada. Cuando el agua llega a la cresta del medidor se precipita siguiendo el piso descendente de la garganta, hasta que al salir de ella, empieza a perder velocidad y como esta es menor en el 11

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canal de aguas abajo, se produce un salto hidráulico cerca del extremo inferior de la garganta, el salto se localizara más lejos para caudales grandes, más cerca para caudales pequeños, lo que significa que la carga Hb variar haciéndose más pequeña o aumentando hasta ser igual a Ha. La localización del salto es afectada igualmente por la elevación de la cresta sobre la plantilla del canal asi como también por la diferencia de elevación de la plantilla en los canales aguas arriba y aguas abajo de la estructura.

a) Descarga Libre Cuando el escurrimiento es libre, el caudal aguas debajo de la estructura no obstaculisa a la descarga por la garganta y en este caso la carga Hb es considerablemente menor que la carga Ha, la descarga libre puede acontecer de dos maneras: Sin salto hidráulico: este caso se presenta cuando el tirante aguas abajo del medidor es muy pequeño en relación al nivel de la cresta del medidor y físicamente se manifiesta con una circulación libre del agua en el medidor, sin producir ninguna turbulencia o cambio brusco del tirante del agua. Con salto hidráulico: este caso se presenta cuando el tirante aguas abajo del medidor es lo suficientemente grande con respecto al nivel de la cresta y por lo tanto el agua trata de recuperar el nivel de aguas abajo, lo cual se hace bruscamente, produciendo el salto hidráulico, siempre y cuando el salto hidráulico se produzca fuera de la garganta el escurrimiento será libre. b) Descarga Sumergida Cuando el caudal aguas debajo de la estructura obstaculisa la descarga por la garganta, se tiene escurrimiento sumergido y en este caso la carga Hb difiere poco de la carga Ha siendo el caudal función en dos cargas Ha y Hb es decir cuando la mira en b marca una altura de agua Hb se dice que el medidor funciona con cierto grado de sumergencia. Sumergencia A la relación:

S

Hb 

Ha

Se le conoce como grado de sumergencia o grado de sumersión y es la que determina si en un momento dado, el medidor trabaja libre o con sumersión, estas características de escurrimiento están determinadas con los siguientes valores: Parshall demostró que cuando la sumergencia es mayor de 0.95 la determinación del gasto se vuelve muy incierta debiendo adoptarse S= 0.95 como valor máximo.

CALIBRACIÓN EN EL CAMPO La calibración en campo se realiza de la siguiente manera: a) Se realiza el mantenimiento y la limpieza de la estructura, en especial sobre las reglas del aforador. b) Con la ayuda de un correntómetro se mide el caudal que pasa por el aforador, simultáneamente se toma la lectura sobre la regla graduada que se encuentra aguas arriba del aforador, con esto se logra una relación de la carga h con el caudal Q. 12

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c) Se realiza el paso b), tantas veces como varíe el caudal que pasa por el aforador, al final se construye una curva de elevaciones de carga h vs caudales Q. 1 d) El paso c) se debe repetir un mínimo de tres veces; luego se deben dibujar las curvas de calibración sobre una misma escala grafica, y allí se debe dibujar una curva de ajuste que represente el promedio de las curvas de calibración. Lo anterior nos permite minimizar los errores de lectura en campo. En el desarrollo de la calibración de los limnímetros se detalla el procedimiento para la obtención de la curva de ajuste. e) La calibración del aforador Parshall que funciona sumergido es difícil, por lo que se recomienda que la calibración necesariamente debe de ser analítica.

MEDICIÓN La medición en los aforadores Parshall se da bajo dos condiciones, (a) cuando el flujo es libre y (b) cuando el flujo es sumergido; se recomienda que el aforador siempre funcione a flujo libre, sin embargo en caso trabaje sumergido la medición del caudal tiene buena aproximación, siempre y cuando el grado de sumergencia sea menor a 0.95; para valores mayores la medición del caudal se torna incierta.

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1. DISEÑO DE MEDIDOR RBC Q= 250 lts/seg Paso N°01 En función a las propiedades iniciales del canal y al caudal máximo que se puede presentar y soportar la sección; Con la tabla 3.1 obtenemos las primeras dimensiones del aforador RBC:

   

   

Paso N°02 14

   

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Determinamos la carga de agua referida al resalto (h1) con la tabla 3.2 o mediante la ecuación general de descarga:

De la ecuación general de descarga obtenemos: Valores obtenidos de tabla resumida: 





         ()   

     

    

Paso N°03 Determinamos la pérdida de carga mínima en el aforador según el modelo de vertedero elegido:

De la tabla 3.1

    De formula dada:

            Escogemos el mayor de ambos valores para el diseño el cual es:

    Paso N°04 Calculamos la máxima altura a la que llegara el agua en la entrada

              Paso N°05 15

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Comprobamos que se mantenga el flujo modular haciendo que se cumpla la siguiente relación:

                Paso N°06 Calculamos la profundidad mínima en la sección del canal incluyendo el borde libre de la sección de canal:

                     Paso N°07 Comprobamos que se mantenga el resguardo mínimo para el modelo de vertedero elegido:

      Paso N°08 Calculamos las longitudes de la transición convergente, la longitud de la contracción (cresta) y la distancia de colocación del limnímetro:

               

   

                         16

   

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2. MODELAMIENTO 3D DE AFORADOR RBC

Isométrico De La Cuña De Aforador

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Vista Perfil De Cuña

Vista frontal de cuña

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Vista Frontal De Aforador

Isométrico de aforador

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3. CURVA DE CALIBRACIÓN PARA AFORADOR RBC – MODELO Cm DATOS DE CALIBRACION

       DATOS PARA CURVA D CALIBRACION Cm Modelo Vertedero 2.276 C1 C2 0.0045 1.7597 U 0.040 m h1 min 0.340 m h1 max 0.010 m3/seg Q min Q max 0.380 m3/seg TABLA PARA CURVA DE CALIBRACION

H1

Q (m3/seg)

Q (Lts/seg)

0.04 m

0.010

9.521

0.06 m

0.018

18.296

0.08 m

0.026

26.433

0.09 m

0.036

35.829

0.11 m

0.046

46.433

0.12 m

0.058

58.203

0.14 m

0.071

71.102

0.15 m

0.085

85.100

0.17 m

0.100

100.171

0.18 m

0.116

116.291

0.20 m

0.133

133.439

0.21 m

0.152

151.595

0.23 m

0.171

170.742

0.24 m

0.191

190.865

0.26 m

0.212

211.948

0.27 m

0.234

233.978

0.29 m

0.257

256.942

0.30 m

0.281

280.828

0.32 m

0.306

305.626

0.33 m

0.331

331.323

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CURVA DE CALIBRACION 0.350 0.300 0.250

) g e s / 3 0.200 m ( L A0.150 D U A C

0.100

Series1

0.050 0.000 0.00 m

0.05 m

0.10 m

0.15 m

0.20 m

0.25 m

0.30 m

0.35 m

CARGA DE AGUA (m)

CURVA DE CALIBRACION 350.000 300.000 250.000 ) g e s / 200.000 s t l ( L A D150.000 U A C

100.000

Series1

50.000 0.000 0.00 m

0.05 m

0.10 m

0.15 m

0.20 m

CARGA DE AGUA (m)

21

0.25 m

0.30 m

0.35 m

ING. CIVIL 2012 - I


CALIBRACION DE LECTURAS DE LIMNIMETRO CALIBRACIONDE LIMNIMETRO VERTICAL INCLINADO 0.040 m

0.057 m

0.050 m

0.071 m

0.060 m

0.085 m

0.070 m

0.099 m

0.080 m

0.113 m

0.090 m

0.127 m

0.100 m

0.141 m

0.110 m

0.156 m

0.120 m

0.170 m

0.130 m

0.184 m

0.140 m

0.198 m

0.150 m

0.212 m

0.160 m

0.226 m

0.170 m

0.240 m

0.180 m

0.255 m

0.190 m

0.269 m

0.200 m

0.283 m

0.210 m

0.297 m

0.220 m

0.311 m

0.230 m

0.325 m

0.240 m

0.339 m

0.250 m

0.354 m

0.260 m

0.368 m

0.270 m

0.382 m

0.280 m

0.396 m

0.290 m

0.410 m

0.300 m

0.424 m

0.310 m

0.438 m

0.320 m

0.453 m

0.330 m

0.467 m

0.340 m

0.481 m

22

ING. CIVIL 2012 - I


RECTA DE AJUSTE DE LIMNIMETRO 0.400 m

y = 0.7071x R² = 1

) 0.350 m m ( A U0.300 m G A E D L 0.250 m A C I T R E 0.200 m V A G R A0.150 m C E D A0.100 m D I D E M

RECTA DE AJUSTE DE LIMNIMETRO Linear (RECTA DE AJUSTE DE LIMNIMETRO)

0.050 m 0.000 m 0.000 m

0.100 m

0.200 m

0.300 m

0.400 m

MEDIDA DE CARGA INCLINADA DE AGUA (m)

23

0.500 m

0.600 m

ING. CIVIL 2012 - I


4. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE AFORADOR PARSHALL

CARACTERISTICAS DE MEDIDOR PARSHALL De la tabla 4.2, escogemos el ancho de la garganta W (mm): SELECCION DE LA DIMENSION DE LA GARGANTA INTERVALO DE DESCARGA

ECUACION DE GASTO

INTERVALO DE CARGA

GRADO SUMER.

ANCHO DE LA GARGANTA W (mm)

Qmin (lit/seg)

Qmax (lit/seg)

Q (m3/seg), h1 (m)

h1min (m)

h1max (m)

S =hw/h1

76.20

0.77

32.10

0.030

0.330

0.500

152.40

1.50

111.10

0.030

0.450

0.600

228.80

2.50

251.00

0.030

0.610

0.600

304.80

3.32

457.00

0.030

0.760

0.700

457.20

4.80

695.00

0.030

0.760

0.700

609.60

12.10

937.00

0.046

0.760

0.700

914.40

17.60

1427.00

0.046

0.760

0.700

1219.20

35.80

1923.00

0.060

0.760

0.700

1524.00

44.10

2424.00

0.076

0.760

0.700

1828.80

74.10

2929.00

0.076

0.760

0.700

2133.60

85.80

3438.00

0.076

0.760

0.700

2438.40

97.20

3949.00

0.177h11.550 0.381h11.580 0.535h11.530 0.691h11.520 1.056h11.538 1.428h11.550 2.184h11.566 2.953h11.578 3.732h11.587 4.519h11.595 5.312h11.601 6.112h11.607

0.076

0.760

0.700

DATOS: Ancho de Garganta (W) = Ancho de Garganta (W) = Q = 0.691h 1 1.52 h1min= 0.030 m. h1max = 0.76 m.

304.80 0.3048

mm m

24

ING. CIVIL 2012 - I


25

ING. CIVIL 2012 - I


DETERMINANDO LOS VALORES DE“ m” y “ n” DETERMINANDO LOS VALORES DE m Y n

W (m)

m

n

W (m)

m

n

0.15

0.3812

1.58

4.5

10.79

1.6

0.3

0.68

1.522

5

11.937

1.6

0.5

1.161

1.542

6

14.229

1.6

0.75

1.774

1.558

7

16.522

1.6

1

2.4

1.57

8

18.815

1.6

1.25

3.033

1.579

9

21.107

1.6

1.5

3.673

1.588

10

23.4

1.6

1.75

4.316

1.593

11

25.692

1.6

2

4.968

1.599

12

27.985

1.6

2.5

6.277

1.608

13

30.278

1.6

3

7.352

1.6

14

32.57

1.6

3.5

8.498

1.6

15

34.863

1.6

4

9.644

1.6

INTERPOLACIÓN (m) 0.30 0.680 0.3048 x 0.50 1.161

INTERPOLACIÓN (n) 0.30 0.3048 0.50

26

1.522 x 1.542

ING. CIVIL 2012 - I


m

=

n

0.6915

GRADO DE SUMERGENCIA: S =hw /h1 S=14/18 S=0.77778

ECUACION DE CAUDAL PARA FLUJOSUMERGIDO Q  m.h1  C n

Q = 0.691544 x h1 ^1.52248- C

DETERMINANDO LA CURVA DE DESCARGA DATOS: w = m = n =

0.3048 0.6915 1.5225

CARGA h1 (m) 0.030 0.100 0.180 0.200 0.250

SUMERCION S= 0.77778 C Q (m3/s) (m3/s) 0.00209 0.00123 0.00261 0.01816 0.00400 0.04681 0.00448 0.05518 0.00596 0.07783

27

=

1.5225

ING. CIVIL 2012 - I


0.300 0.350 0.400 0.450 0.500 0.550 0.600 0.650 0.700 0.750 0.760

0.00782 0.10278 0.01006 0.12979 0.01269 0.15869 0.01572 0.18932 0.01916 0.22156 0.02301 0.25530 0.02727 0.29046 0.03195 0.32696 0.03706 0.36472 0.04260 0.40368 0.04375 0.41162

De donde se obtiene el caudal de: Q =0.04681 m 3 /seg. Q =46.81 litros/seg.

CURVA DE CALIBRACION:

S = 0.77778 0.45 0.40 0.35 0.30 ) s / 3 m0.25 ( Q l a d 0.20 u a C

0.15 0.10 0.05 0.00 0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

Carga h1 (m)

28

0.50

0.60

0.70

0.80

ING. CIVIL 2012 - I


5. TOMA DE LECTURAS DE CAMPO 5.1. LECTURAS DE AFORADOR DE RBC LECTURA N°01 Lectura Inclinada Lectura Vertical

   

        LECTURA N°02 Lectura Inclinada Lectura Vertical

   

        LECTURA N°03 Lectura Inclinada Lectura Vertical

   

         Nota: estos cálculos de los caudales en este informe se realizó de manera gráfica, o se recurrió a las fórmulas matemáticas, para simular lo hecho en campo.

29

ING. CIVIL 2012 - I


ANEXOS: PANEL FOTOGRAFICO

.

30

ING. CIVIL 2012 - I


31

ING. CIVIL 2012 - I


En estas fotos podemos apreciar la instalación del medidor y su lectura de la alturas en le tramo convergente y divergente

32

ING. CIVIL 2012 - I


BIBLIOGRAFIA:  Introducción

al diseño hidráulico de canales y a la medición de caudales …..H. PIZARRO.  Hidráulica II…………………………………………………………………..HECTOR E. GALVEZ. Trueba Coronel, Samuel. ………………………….. Hidráulica  Villaseñor, Jesús. ………………………………….. Proyectos de Obras Hidráulicas.  Villón Béjar, Máximo. …………………………….. Hidráulica de Canales  Sotelo Avila, Gilberto. ……………………………. Apuntes de Hidráulica II .  Rocha, Arturo. ……………………………………... Hidráulica de Tuberías y Canales.  Ven Te Chow. ……………………………………… Hidráulica de los Canales Abiertos.  Azevedo, Netto- Álvarez, Guillermo…………… Manual de Hidráulica. 

33

ING. CIVIL 2012 - I


6. CONCLUSIONES

La variación de la medición de los caudales entre un aforador y otro, principalmente se debe al encausamiento realizado, yaque como se aprecia en las imágenes pues no se logró realizar un encausamiento adecuado en los 2 aforadores, ya que en el aforador Parshall se logró un mejor encausamiento que en el aforador RBC. No se logró un encausamiento ideal los cual también nos produce un error en la precisión de la medición del caudal. La realización de este trabajo en campo es necesaria para aprender como es el funcionamiento en condiciones reales de los distintos tipos de aforadores, y ver los inconvenientes que pueden presentarse en la medición en campo.

Luego de realizar el trabajo de medición de caudal del rio del puente Quilancha con un aforador parshall y un RBC, no se logró obtener el caudal más preciso, ya que debido a las dificultades mencionadas tenemos un margen de error de cerca el 50% en contra de nosotros,comparando los caudales obtenidos con el aforador RBC Y el Parshall.

34

ING. CIVIL 2012 - I


7. RECOMENDACIONES

Para mejorar la precisión es recomendable aplicar las fórmulas matemáticas, las cuales nos otorgan una mejor precisión. Debido al modelo y las características del aforador RBC, y luego de analizar el comportamiento de las aguas en la sección de salida del aforador, se recomienda la construcción de una rampa de relación 1:6 en dicha sección para evitar así erosiones en el aforador de metal, y en aforadores de cualquier otro material. Luego de ver las condiciones reales del cauce natural del rio, se hace recomendable una sección de encausamiento de concreto, como una obra principal para mejorar las mediciones, y como obra complementaria un pequeño desarenador para evitar que las partículas sólidas dañen con el tiempo la estructura de medición (RBC), y con esto crear errores en la medición de los caudales. Para posteriores aplicaciones de medición de caudales de los aforadores estudiados es necesario tener en cuenta la experiencia y aprendizaje de los errores cometidos para q estos no vuelvan a ocurrir. Se recomienda para lograr un adecuado encausamiento del rio utilizar materiales impermeables ayudados lo costales de arena , consiguiendo con esto un encausamiento mucho mejor del rio hacia el aforador , evitando con esto perdidas del flujo y logrando una mejor precisión en las :   

Lecturas de las alturas de aguas el cálculo del caudal la identificación sobre el tipo de flujo (libre o sumergido) y grado de sumergencia.(según el tipo de aforador)

Para la medición de los caudales se recomienda contar con las tablas de las especificaciones técnicas del aforador, así como también sus respetivas curvas de caudales, ya que la utilización de computadoras y calculadoras en campo resulta poco práctico.

35

Practica de Campo -Aforador Rbc

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