UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA
FACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA, MINERA, METALÚRGICA Y GEOGRÁFICA
ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
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“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”
Alumno: Revilla Taya, Junior A. Curso: Laboratorio de Hidráulica Trabajo:
LABORATORIO 4,5 Y 6 Año 2015
SALTO HIDRÁULICO EN UN CANAL RECTANGULAR
Analizar el flujo por debajo de una compuerta deslizante con formación de salto (o resalto) hidráulico en un canal rectangular.
Estimar las características del salto hidráulico en un canal horizontal tales como: pérdida de carga y la pérdida de potencia del flujo, eficiencia, altura, longitud.
Un canal rectangular de acrílico, de pendiente variable.
Una compuerta deslizante.
Un sistema de suministro constante y permanente de agua (bomba).
Un instrumento para medir el caudal a través del canal (vertedero triangular de 53o 8’).
Un instrumento para medir el tirante o profundidad de flujo en el canal (limnímetro rodante).
Una wincha.
El salto hidráulico es un fenómeno de la ciencia en el área de la hidráulica que es frecuentemente observado en canales abiertos como ríos y rápidos. Cuando un fluido a altas velocidades descarga a zonas de menores velocidades, se presenta una ascensión abrupta en la superficie del fluido. Éste fluido es frenado bruscamente e incrementa la altura de su nivel, convirtiendo parte de la energía cinética inicial del flujo en energía potencial, sufriendo una inevitable pérdida de energía en forma de calor. En un canal abierto, este fenómeno se manifiesta como el fluido con altas velocidades rápidamente frenando y elevándose sobre él mismo, de manera similar a cómo se forma una onda-choque
En el salto hidráulico La función momentum se mantiene, es decir
= o sea,
, = √ ; , = √ ∆ es la pérdida de energía en el salto, entonces ∆= − Si
Donde
= + = +
(Energía específica en la sección 2)
La pérdida de potencia (
∆ = ∆
(Energía específica en la sección 1)
∆) en el salto se puede estimar como
Eficiencia del salto
= (8 , +1) / −4 , +1 8,(2+,) ℎ = − Se puede definir como la como la distancia medida desde la cara del frente del salto a un punto sobre la superficie inmediatamente aguas abajo del rodillo
=6.9( −)
1. Ajustar en cero la pendiente del canal (canal horizontal). 2. Dejar pasar un caudal determinado. 3. Fijar la posición de la compuerta deslizante en una altura determinada, medida desde el fondo del canal. Sellar los límites entre los lados de la compuerta y las paredes del canal a fin de evitar filtraciones. 4. Esperar estabilizar las condiciones antes de medir el caudal Q junto con las profundidades
, y .
5. Poner otro valor de caudal y repetir el procedimiento de medición.
Para las profundidades
,
y
= = + 2
medidas, y
1 ∶
dado, calcular:
= 30.5 −18 =12.5 = 20.1 −18 = 2.1 = 25−18 = 7 = 10 =3.01 / Profundidad 0.125 0.021 0.07
1 2 3 Para las profundidades
,
1 2 3
e ,
Energía Especifica 0.128 0.126 0.079
= = + 2
medidas, y
Profundidad 0.125 0.021 0.07
dado, calcular:
Momentum 0.009 0.005 0.004
Energía Específica vs Profundidad 0.14 0.125
0.12 0.1 0.08 0.07 0.06 0.04
0.021
0.02 0 0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
PERFIL DE FLUJO
12.5 cm 7 cm 2.1 cm
PROFUNDIDAD VS MOMENTUM 0.14 0.121
0.12 0.1 0.08
0.074
0.06 0.04 0.02
0.018
0 0.000 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009
2 ∶
= 30.1 −18 = 12.1 = 19.8 −18 = 1.8 = 25.4 −18 = 7.4 = 10 = 2.98 / Profundidad 0.121 0.018 0.074
1 2 3 Para las profundidades
,
1 2 3
e ,
Energía Especifica 0.124 0.158 0.082
= = + 2
medidas, y
dado, calcular:
Profundidad 0.121 0.018 0.074
Momentum 0.008 0.005 0.004
Energía Específica vs Profundidad 0.14 0.121
0.12 0.1
0.08 0.074 0.06
0.04
0.02
0 0.000
0.018
0.020
0.040
0.060
0.080
0.100
PERFIL DE FLUJO
0.120
0.140
0.160
0.180
12.1 cm 7.4 cm 1.8 cm
PROFUNDIDAD VS MOMENTUM 0.14 0.121
0.12 0.1 0.08
0.074
0.06 0.04 0.02
0.018
0 0.000 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009
Las características que se observan en el caso de flujo subcrítico, es la de un flujo lento o tranquilo, el nivel efectivo del agua en una sección determinada está condicionado al nivel de la sección aguas abajo. Las características que se observan en el caso de flujo supercrítico, es la flujo veloz o rápido, el nivel del agua efectivo en una sección determinada está condicionado a la condición de contorno situada aguas arriba.
