FLUJO NO CONFINADO O CON SUPERFICIE LIBRE.docx

FLUJO NO CONFINADO O CON SUPERFICIE LIBRE 1. OB OBJE JETI TIV VOS. OS. La prác prácti tica ca del del labo labora rato tori rio, o, ofr ofrece ece la posi posibi bili lida dad d de obse observ rvar ar los los difer diferen entes tes regím regímen enes es de ujo ujo que que se prese present nta a en una una condu conducci cción ón a supe super rci cie e libr libre e y reali ealiza zarr la medi medici ción ón de velo veloci cida dade des, s, empl emplea eand ndo o otadores.

2. MARC MARCO O TEOR TEORICO ICO.. l nume numerro adim adimen ensi sion onal al de frou froude de es el pará paráme metr tro o que que indi indica ca rápi rápida dame ment nte e las las cond condic icio ione nes s de escu escurrrimi rimien ento to de un ujo ujo en una una canalización a pelo libre.  F =

V  √ g y

n donde!

F < 1 indica r"gimen lento o rio. F > 1 indica r"gimen rápido o de torrente. F = 1 r"gimen crítico.

V ! es la velocidad media del ujo.  Y ! es la profundidad o tirante #idráulico del ujo. g ! la aceleración de la gravedad. •

•

$n m"todo sencillo y práctico de aforo de una corriente consiste en el uso de o ota tad dore ores, que perm ermiten ten medi edir la velo elocid cidad supercial %s. &ara determinar la velocidad media del ujo %, se puede emplear la fórmula de bazin!

V =

Vs 1 + 14 √ b

b =α +

 β  R

V =velocidad media de ujo. Vs = velocidad supercial. R = radio #idráulico, en metros α y β ' coeciente que varían seg(n la naturaleza de las paredes. •

n laboratorio #emos utilizado un canal de paredes muy lisas

DESCRIPCIN )anales de muy lisas

α paredes *.***+

β *.*****-

!. E"UIPO Y MATERIALES DE LABORATORIO • • • •

)anal de pendiente variable. inc#a. )ronometro. /lotadores.

/ig. +

g. 0

#. PROCEDIMIENTO •

• • • •

 1omar nota de las características de la sección por la que discurrirá el ujo. 2bservar el movimiento del uido. 3edir la velocidad del ujo utilizando otadores. 3edir la profundidad de escurrimiento del agua. 4epetir la e5periencia seis veces.

$. CALCULOS D%&'s () *%+',%&',-' N ENSAYO

T-,%/&) 0 T-)34'1 y 3 S)g.

T-)34'2 S)g.

T-)34' ! S)g.

5.#$ !.25 2.7! 2.$5 2.#8

5.$! !.!6 2.82 2.$8 2.#$

C%*:*%/(' *% )*'-(%( s:4),-%* Vs?.

Vs=

1 1.! 5.$# 2 #.5 !.!5 ! 7.7 2.75 # 9.$ 2.$1 $ 16.#6 2.$! L'/g-&:( ()* %/%* = 2.76 3

T-)34' 4,'3)(' 5.$1s)g. !.!1s)g. 2.77s)g. 2.$$s)g. 2.#9s)g.

A/;' () s'*),% = 6.26 3

Vs 1=

Vs 2=

Vs 3=

Vs 4 =

2.70 m 6.51 s

2.70 m 3.31 s

2.70 m 2.77 s

2.70 m 2.55 s

 ' 6.#1$ 3@s  ' 6.815 3@s

 ' 6.97$ 3@s  ' 1.6$93@s

distancia tiempo

Vs 5=

2.70 m 2.49 s

 ' 1.68# 3@s

C%*:*%/(' )* ,%(-' ;-(,:*-' R?  RH =

area mojado  perimetro mojado

 RH 1=

 RH 2=

 RH 3 =

 RH  4 =

 RH 5 =

•

0.0026 m 2 0.226 m

0.0092 m 2 0.292 m

0.0154 m 2 0.354 m

0.0190 m 2 0.390 m

0.0208 m 2 0.408 m

'6.611$3 '6.6!1$3

'6.6#!$3 '6.6#873

'6.6$163

C%*:*%/(' 0+

b 1=0.00015 +

b 2=0.00015 +

b =α +

 β  R

0.0000045 0.0115

' 6.666$#1

0.0000045 0.0315

' 6.66629!

b 3= 0.00015 +

0.0000045

0.0000045

b 4 = 0.00015+

b 5= 0.00015 +

•

' 6.6662#2

0.0487

0.0000045 0.0510

' 6.6662!8

C%*:*%/(' *% )*'-(%( 3)(-% ()* :' V?

V 1 =

V  2=

V  3 =

V  4 =

V  5 =

•

' 6.6662$!

0.0435

Vs 1 + 14 √ b

0.415 1 + 14 √ 0.000541

'6.!1! 3@s

0.816 1 + 14 √ 0.000293

'6.5$83@s

0.975 1+ 14 √ 0.000253

'6.797 3@s

1.059 1 + 14 √ 0.000242

'6.876 3@s

1.084 1+ 14 √ 0.000238

'6.891 3@s

C%*:*%/(' )* /3),' () F,':() 0F  F 1=

V =

0.313

√ 9.81∗0.013

=

6.875 r"gimen lento

 F =

V  √ g y

 F 2=

 F 3 =

 F 4 =

 F 5=

0.658

√ 9.81∗0.046 0.797

√ 9.81∗0.077 0.870

√ 9.81∗ 0.095 0.891

√ 9.81∗ 0.104

=

6.986 r"gimen lento

=

6.917 r"gimen lento

=

6.961 r"gimen lento

=

6.882 r"gimen lento

RESUMEN DE LOS RESULTADOS FINALES N ENSA  YO

T-,%/ T-)3 &) 4' 0y 4,'3. 3

+

*.*+6

0

*.*-7

6

*.*88

-

*.*:



*.+*-

7.+se g. 6.6+se g. 0.88se g. 0.se g. 0.-:se g.

Vs

R

V

V@Vs

F

Rg-3 )/ :'

*.-+  *.9+ 7 *.:8  +.* : +.*9 -

*.*+ + *.*6 + *.*6 *.*98 *.* +*

*.6+ 6 *.7 9 *.8: 8 *.98 * *.9: +

*.8 *.9* 7 *.9+ 8 *.90 0 *.90 0

*.98 7 *.:9 * *.:+ 8 *.:* + *.99 0

Lento Lento Lento Lento lento

5. CONCLUSIONES •

•

•

)oncluyo que todos los datos de laboratorio calculados son conformes. ;espu"s de #acer todo el cálculo de laboratorio llego a concluir que #emos estado trabajando con r"gimen de ujo lento esto quiere decir que el n(mero de foude es menor a +. l n(mero de froude y el radio #idráulico es mayor< si el tirante de agua es mayor.