UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAS
FACULTAD DE TECNOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN
DEPARTAMENTO DE HIDRÁULICA LABORATORIO DE HIDRÁULICA II PRACTICA # 3
TEMA:
DETERMINACIÓN DEL SALTO HIDRÁULICO
ENTREGAN: Lisseth Sandoval Ibaa
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(el)a Rod*+,e- R,+a.a !"#"$%%/"" Ale0 1alle Aanda
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3eldin Ro.eo Sandino
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4,an (avo Es5ino-a
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PROFESOR DE TEORÍA: D67 N8sto Lan-a e PROFESOR DE PRÁCTICA:
In+7 Ma*a 4os8 Casto
FECHA DE REALIZACIÓN: vienes FECHA DE ENTREGA:
INTRODUCCION
In+7 Noe D,an
%# de o6t,be de !"#/
vienes #/ de novie.be de !"#/
El resalto o salto hidráulico es un fen!eno local" #ue se $resenta en el flu%o rá$ida!ente &ariado" el cual &a sie!$re aco!$a'ado $or un au!ento s()ito del tirante * una $+rdida de ener,-a )astante considera)le .disi$ada $rinci$al!ente co!o calor/" en un tra!o relati&a!ente corto0 Ocurre en el $aso )rusco de r+,i!en su$ercr-tico .rá$ido/ a r+,i!en su)cr-tico .lento/" es decir" en el resalto hidráulico el tirante" en un corto tra!o" ca!)ia de un &alor inferior al cr-tico a otro su$erior a este0 La 1i,ura 2344 !uestra este fen!eno0
5eneral!ente" el resalto se for!a cuando en una corriente rá$ida e6iste al,(n o)stáculo o un ca!)io )rusco de $endiente0 Esto sucede al $ie de estructuras hidráulicas tales co!o &ertederos de de!as-as" rá$idas" salidas de co!$uertas con descar,a $or el fondo" etc0
GENERALIDADES
En el dise'o de las estructuras de control co!o &ertederos" ali&iadores * estructuras de ca-da" a !enudo de)e ase,urarse de disi$ar el acceso de ener,-a cin+tica #ue $osee el flu%o a,uas a)a%o0 Esto se lo,ra con unas estructuras conocidas co!o disi$adores de ener,-a * las cuales son !u* co!unes en las estructuras de control0 El !+todo !ás utili7ado es inducir en el flu%o una ,ran tur)ulencia $or !edio de ca!)ios re$entinos tanto en direccin co!o en e6$ansin" co!o sucede con el resalto hidráulico .salto hidráulico/" el cual es !u* efecti&o en la disi$acin de ener,-a * con&ierte el flu%o su$ercr-tico en su)cr-tico0 8ere!os )re&e!ente las $ro$iedades !ás i!$ortantes del salto hidráulico0 Considere!os un tra!o de un caudal el cual $osee dos controles tanto en la $arte su$erior co!o inferior9 un ali&iadero en la $arte su$erior * una co!$uerta en la inferior .fi,ura :042/
a0 Ali&iadero )0 Co!$uerta El ali&iadero $roduce flu%o su$ercr-tico al final de el * la co!$uerta se $roduce flu%o su)cr-tico antes de ella; el resultado es un conflicto entre la influencia de los dos controles9 uno de los cuales )usca i!$oner flu%o su$ercr-tico * otro flu%o su)cr-tico en el tra!o de caudal dentro de ellos0 Este conflicto se $uede resol&er (nica!ente si el flu%o $asa de r+,i!en su$ercr-tico a su)cr-tico" * este $aso no $uede ser sua&e *a #ue el flu%o ocurre de una )a%a ele&acin a una !a*or0 E&idencia e6$eri!ental !uestra #ue el flu%o $uede transfor!arse de su$ercr-tico a su)cr-tico en for!a a)ru$ta $or !edio de un salto hidráulico; este ca!)io está aco!$a'ado de considera)le tur)ulencia * disi$acin de ener,-a0 Dado #ue las $+rdidas de ener,-a en el salto hidráulico no son conocidas de ante!ano" este es un caso donde no es $osi)le a$licar la ecuacin de la ener,-a" as- #ue to!a!os el recurso de usar la ecuacin del !o!entu!0 Considere!os" entonces" la situacin ,eneral !ostrada en la fi,ura :04< en la cual $uede o no ha)er $+rdidas de ener,-a entre las secciones 4 * : * $uede o no ha)er un o)stáculo so)re el cual ha* una fuer7a de arrastre" Pf0
1i,ura :04<0 Es#ue!a $ara la a$licacin de la ecuacin del !o!entu! A$licaciones9 = Disi$acin de la ener,-a del a,ua escurriendo $or los &ertederos de las $resas * otras o)ras hidráulicas" * e&itar as- la soca&acin a,uas a)a%o de la o)ra0
= Ele&acin del ni&el del a,ua so)re el lado a,uas a)a%o de un canal de !edida * as- !antener alto el ni&el del a,ua en un canal $ara rie,o u otros $ro$sitos de distri)ucin de a,ua0 = Incre!ento del $eso en la cuenca de disi$acin $ara contrarrestar el e!$u%e hacia arri)a so)re la estructura0 = Incre!ento de la descar,a de una esclusa !anteniendo atrás el ni&el a,uas a)a%o" *a #ue la altura se reduce si se $er!ite #ue el ni&el a,uas a)a%o aho,ue el salto0 = Indicar condiciones del flu%o" tales co!o la e6istencia del flu%o su$ercr-tico o de una seccin de control sie!$re #ue se $ueda u)icar una estacin de aforo0 = Me7clar #u-!icos usadas $ara $urificar el a,ua0 = Aereacin del a,ua $ara a)asteci!iento hu!ano0
PROCEDIMIENTO
Cali)rar los hidr!etros Ni&elar el canal de la)oratorio A)rir la &ál&ula de $ase" dando lu,ar a la circulacin del caudal so)re el canal Deter!inar el caudal real Colo#ue la co!$uerta de tal for!a #ue $rodu7ca un salto hidráulico si!$le u)icándolo a la !itad del canal0 De%e #ue se esta)ilice el salto0 Mida la $rofundidad del flu%o antes * des$u+s del salto . 2 antes * 2 des$u+s/ A$licar >? &ueltas al !ecanis!o re,ulador de $endiente $ara tener flu%o su$ercr-tico0
0 @Cuáles
son las fuentes de error en el e6$eri!ento
Co!o en cual#uier $ráctica" las fuentes !ás co!unes de error se encuentran en las lecturas * deficientes a$reciaciones reali7adas $or los estudiantes a la hora de reali7ar las lecturas0 Otra fuente de error se $uede ori,inar al !o!ento de $ro&ocar el salto0 Investigar como se clasifican los tipos e salto !ir"#lico e ac#ero al n$mero e %ro#e&
Ti$o de salto hidráulico Los saltos hidráulicos se $ueden clasificar" en funcin al n(!ero de 1roude del flu%o a,uas arri)a del salto .los l-!ites indicados no !arcan cortes n-tidos" sino #ue se so)rela$an en una cierta e6tensin de$endiendo de las condiciones locales/9 •
Para %' ( '9 el flu%o es cr-tico" * de a#u- no se for!a nin,(n salto0
•
Para %' ) ' * + '&, 9 la su$erficie del a,ua !uestra ondulaciones" * el salto es lla!ado salto on#lar 0
Para %' ) '&, * + -&. 9 tene!os un salto /0il0 Este se caracteri7a $or la for!acin de $e#ue'os rollos a lo lar,o del salto" la su$erficie a,uas a)a%o del salto es lisa0 La $+rdida de ener,-a es )a%a0
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Para %' ) -&. * + 1&. 9 se $roduce un salto oscilante0 Be $roduce un chorro oscilante entrando al salto del fondo a la su$erficie una * otra &e7 sin $eriodicidad0 Cada oscilacin $roduce una ,ran onda de $er-odo irre,ular" la cual co!(n!ente $uede &ia%ar $or &arios il!etros causando da'os a,uas a)a%o en )ancos de tierra * !ár,enes0
•
Para %' ) 1&. * + 2 9 se $roduce un salto lla!ado salto permanente 9 la e6tre!idad a,uas a)a%o del rollo de la su$erficie * el $unto en el cual el chorro de alta &elocidad tiende a de%ar el flu%o ocurre $ráctica!ente en la !is!a seccin &ertical0 La accin * $osicin de este salto son !enos sensi)les a la &ariacin en la $rofundidad a,uas a)a%o0 El salto está )ien )alanceado * el rendi!iento en la disi$acin de ener,-a es el !e%or" &ariando entre el >2 * el ?0
•
Para %' ( 2&3 o ma*or 9 se $roduce el lla!ado salto f#erte9 el chorro de alta &elocidad a,arra ,ol$es inter!itentes de a,ua rodando hacia a)a%o" ,enerando ondas
a,uas a)a%o" * $uede $re&alecer una su$erficie ás$era0 La efecti&idad del salto $uede lle,ar al F20
Ini4#e 0a5o 4#e coniciones e fl#5o6 oc#rren los saltos !ir"#licos en el e7perimento&
Ocurren )a%o condiciones de flu%o su$ercr-tico" #ue es el #ue $resenta antes de lle,ar al o)stáculo" $ara lue,o $asar $or una transicin de flu%o cr-tico hasta lle,ar des$u+s del salto a ser un flu%o su)cr-tico0
Los condiciones de flu%o #ue ocurre el Balto Hidráulico en el e6$eri!ento es9
40
Por o0st"c#los
:0
Por fricci8n
