UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
INFORME DE MECÁNICA DE FLUIDOS I “DETERMINACIÓN DEL CAUDAL , LA VELOCIDAD MEDIA Y LOS COEFICIENTES DE CORIOLIS Y DE BOUSSINESQ DEL RÍO MASHCÓN”
DOCENTE
: I!" O#$%&'( ORTI) VERA"
ALUMNOS
:CÓRDOVA :CÓRDOVA GUTIÉRRE), G*%+( MARÍN DÁVALOS, DÁVALOS, E&*+ SUÁRE) BECERRA, G*%+(
GRUPO
: “A”
CICLO
:
-.
C%/%%+0%, 1*2+*+( '*& 3445"
6"7 TÍTULO
“D*8*+9%09 '*& 0%;'%& < '* &(# 0(*1909*8*# '* C(+9(&9# < '* B(;##9*#= '*& +>( M%#?0” 3"7 INTRODUCCIÓN En el presente trabajo se detalla los procedimientos llevados a cabo para la determinación del caudal del río Mashcón ; jugando un papel muy importante el dispositivo de medición llamado Tubo de Pitot , el cual por medio de un principio físico nos permite calcular la velocidad media de una corriente de agua. uego del recojo del datos insito , tambi!n es posible calcular el caudal del río y los coeficientes de "oriolis y de #oussines$ ; par%metros importantes para el dise&o de puentes, canales y diversas obras hidr%ulicas. 'l reali(ar la pr%ctica , fue emocionante llevar la teoría al campo real , para así poder comprender empíricamente los conceptos y su aplicación , pues esto nos ayuda a consolidar los principios y propiedades mec%nicas de los fluidos )en este caso del agua * aprendidos en clase. Los Alumnos
5"7 OBJETIVOS +eterminar la velocidad del río Mashcón. +eterminar los coeficientes de "oriolis y de #oussines$. +eterminar el caudal del río Mashcón.
@"7 REVISIÓN DE LITERATURA El aparato mostrado en la figura - /0 )conocido como tubo de Pitot*, se utili(a para determinar la velocidad de un lí$uido en el punto 0. Es un tubo con su e1tremo inferior dirigido hacia aguas arriba y su otro e1tremo, vertical y abierto a la atmósfera. El impacto del lí$uido con la apertura 2 obliga al lí$uido a levantarse en el e1tremo vertical hasta una altura h por encima de la superficie libre.
3ig. - /0
El punto 2 es de estancamiento, donde la velocidad del flujo se reduce a cero. Esto crea una presión de impacto, conocida como la presión din%mica, la cual fuer(a el fluido hacia el e1tremo vertical. Escribiendo la ecuación de energía entre los puntos 0 y 2 sin tener en cuenta las p!rdidas, por ser !stas muy pe$ue&as, se llega a4 502 6 2g 7 p 0 6 7 / 8 / 7 p2 6 7 /
p0 6 est% dado por la altura del fluido por encima del punto 0 es igual a 9: pies del fluido. p2 6 est% dado por el manómetro como : 7 ( , sin tener en cuenta la altura capilar. espu!s de sustituir estos valores en la ecuación anterior, se obtiene4
502 6 2g 8
( y
Tipo de canal y descripción
v0 8
)2g(*
...........Ec. - /0
Mínimo
Normal
Máximo
0. 3ondo 4 grava, canto rodado y algunas rocas.
/./=/
/./D/
/./B/
2. 3ondo 4 cantos rodados con grandes rocas.
/./D/
/./B/
/./>/
D. Cursos Naturales
.0.+ "ursos menores )ancho superior al nivel de crecida 0// pies*
3ig. - /2 )
CUADRO -7" V%&(+*# '*& 0(*1909*8* '* +;!(#9'%' “ n” ),0/?* @ Para nuestro caso se ha tomado el valor m%1imo de n $ue corresponde a un río de fondo tipo 0 )segAn la tabla anterior n 8 /./B*, $ue coincide con el valor n normal del tipo 2.
-"7 METODOLOGÍA Y PROCEDIMIENTO
Celeccionar un tramo de río de B/ a 0// metros, de tal modo $ue el ancho y la pendiente sean apro1imadamente uniformes.
En el tramo seleccionado tomar una sección intermedia perpendicular a la dirección principal del flujo y proceder a4
Medir el ancho de la sección . 3ijar las estacas en ambos taludes y tensar el cordel. ividir el ancho del río en partes iguales y marcarlas en el cordel )tirantes*. Medir la velocidad a /.D de la profundidad desde la superficie libre en cada tirante y anotarla. 'notar desde luego la profundidad 9h de cada tirante.
eterminar la pendiente media del tramo )perfil longitudinal*.
eterminar ' , 5 , F ,
, con las ecuaciones pertinentes.
5erificar el caudal mediante 4 F 8 '6n< 26= C062 onde4 F 8 caudal )m=6seg.* ' 8 %rea hidr%ulica )m2* < 8 radio hidr%ulico )m* < 8 '6Pm C 8 pendiente longitudinal del cauce n 8 coeficiente $ue depende de las rugosidades de frontera )tablas* Pm 8 perímetro mojado.
' continuación se muestra un es$uema del río, d%ndose detalles generales del cauce del río )ver 3ig. -/=* y dimensiones de la sección transversal )ver 3ig. -/D*.
SECCION TANS!ESA" #E" IO
Jalón
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
0.18
h
H
Cordel
A
"7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CONCLUSIONES : Ce
obtuvieron los siguientes resultados, para el río Mashcón4 elocidad media de la corrien!e: Coe"icien!e de Coriolis# $: Coe"icien!e de %oussines&# $: Caudal del río:
El
/.G02/ m6seg. 0.2>=H 0.0/B0 0.>G>/ m =6seg.
valor de ' 0.2>=H tiende a 0, esto indica $ue el flujo es !ur(ulen!o ya $ue4
0)flujo turbulento* ) 2)flujo laminar*
valor de ' 0.0/B0 tiende a 0, lo cual de la misma manera nos indica $ue el flujo es turbulento, ya $ue4 El
0)flujo turbulento* ) 0.==)flujo laminar*
El caudal encontrado por medio de la fórmula4 F 8 5@' )velocidad media por %rea de la sección transversal del río* resultó F 8 0.>G> m=6seg. y por la fórmula4 F8 26= 062 = '6n@< C arrojó un resultado de4 F 8 0.?B/ m 6seg.
*ECOMEN+ACIONES:
Ce recomienda usar e$uipo bien conservado, tal es el caso de Iinchas con sus lecturas bien claras para $ue en el momento del aforo se pueda hacer una lectura m%s precisa.
'l momento de reali(ar el aforo se lo deber% hacer respecto al 9espejo de agua y es necesario hacer la lectura cuando el agua alcan(a una altura estable por un pe$ue&o instante )esta altura no es necesariamente la m%1ima $ue alcan(a la columna de agua*.
"7BIBLIOGRAFIA /0.+ CT
9Mec%nica de 3luidos, G a edición, 0 GGG.
/2.+ "JKL , 5en Te
9Jidr%ulica de los "anales 'biertos,Editorial iana 0 G?2, M!1ico.
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