Aforo de Corriente, Puente San Martin

8/15/2019 Aforo de Corriente, Puente San Martin

1/37

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA “ JUAN MISAEL SARACHO “FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍACARRERA DE INGENIERÍA CIVILLABORATORIO DE HIDRÁULICA II CIV 322

1DEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

Índic1.- Objetivo de la práctica:.....................................................................................................2

1.1.- Objetivo general......................................................................................................... 2

1.2.- Objetivos específcos.................................................................................................. 2

2.- Fundamento teórico:......................................................................................................... 2

2.1.- Concepto de aorar [1]...........................................................................................

2.2.- !"todo #rea $ %elocidad [1]..................................................................................

2.&.- 'eterminación de la velocidad media en la vertical (1)........................................

2.*.- 'istribución de velocidades [2].............................................................................

2.+.- 'eterminación de cálculos ,ue se aplicaran para m"todos Flotador $!olinete (&).......................................................................................................................

2..- Características del micro molinete idráulico del laboratorio [4]........................

&.- /paratos0 instrumentos materiales utiliados:.............................................................1*

&.1.- /paratos............................................................................................................

&.2.- 3nstrumentos.....................................................................................................

&.&.- !ateriales..........................................................................................................

*.- 4rocedimiento del e5perimento. 'atos0 observaciones cálculos:.................................16

*.1.- 4rocedimiento del e5perimento.........................................................................

*.2.- 'atos.................................................................................................................

*.&.- Cálculos.............................................................................................................

+.- /nálisis de resultados:.................................................................................................... &*

.- Conclusiones recomendaciones:.................................................................................. &+

.1.- Conclusiones.....................................................................................................

.2.- 7ecomendaciones..............................................................................................8ibliograía:.......................................................................................................................... &

7eerencia bibliográfca:................................................................................................... &

8ibliograía consultada:.................................................................................................... &


2/37



AFORO DE CORRIENTES

!"# O$%&i'( d )* +,-c&ic*.

!"!"# O$%&i'( /n,*)

'eterminar el caudal de una sección transversal de un río mediante el !"todode #rea-%elocidad 9m"todos indirectos.

!"2"# O$%&i'(0 0+c1c(0

• /prender el manejo del molinete idráulico comoinstrumento de medición de velocidades.

• /plicar los conocimientos ad,uiridos en la teoríarespecto al aoro de corrientes

• Conocer la metodología de medición de áreastransversales en un rio.

• ;studiar la distribución de velocidades ,ue seproducen dentro de la sección transversal de un rio.

2"# Fnd*4n&( &5,ic(.

2"!"# C(nc+&( d A6(,*,7!8

'esde ace varios siglos el ser umano a tenido la necesidad de medir elcomportamiento ísico del agua en movimiento o en reposo. ;s por ello ,ue ainventado mucos aparatos ,ue registran la velocidad0 la presión0 latemperatura el caudal.


3/37


&DEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

/orar es medir un caudal. 4ara realiar un aoro en un sistema idráulico0 sepuede 4di, di,c&*4n& el volumen0 en un recipiente el tiempo0 con un

cronómetro.

;ste m"todo volum"trico es el más recomendable0 sin embargo a veces esdiícil de aplicar0 solamente resulta =til para caudales pe,ue>os donde lascaracterísticas ísicas lo permitan.

'ebido a lo anterior0 an surgido los 49&(d(0 indi,c&(00 ,ue como sunombre lo se>ala miden otras variables ísicas distintas del caudal0 como porejemplo la velocidad o la altura pieom"trica0 para luego0 aplicando losprincipios idráulicos0 obtener dico caudal.

?os m"todos de medición indirectos de caudales se pueden agrupar en dostipos: #rea- %elocidad /ltura 4ieom"trica. ;n este trabajo se estudiara elprimer m"todo.

2"2"# M9&(d( Á,*#V)(cid*d 7!8

;n este m"todo se utilia la ecuaciónde continuidad. ;l caudal en unasección transversal de área A estádado por:

Q @ A V AdA

;n donde la integral se apro5ima sumando los caudales incrementalescalculados para cada medición i, i = 1,2,…,n, de velocidad Vi proundidad Di.

?as mediciones representan valores promedio a lo largo de un anco ∆ wi del

cauce0 luego el caudal se calcula como:

Q=∑i=1

n

Vi∗ Di∗∆ wi

[1] Fuene: !":##$%.&'(.u%!)*e.%*#AREAS#!)&+,-$,&1.!$


4/37


*DEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

4or su parte0 la velocidad Vi0 en un punto0 se puede medir0 por ejemplo0 conalguno de los siguientes dispositivos: Botador reloj0 molinetes sensores deinducción magn"tica.

Con el Botador el reloj se toman lecturas del tiempo ,ue recorre un cuerpo

,ue avana Botando sobre el agua. ;l molinete registra el n=mero de vueltas,ue impone el eecto dinámico del agua se relaciona esta recuencia de girocon la velocidad. ;l sensor de inducción magn"tica basa su uncionamiento enla le de Farada ,ue dice ,ue si un medio electro conductor se desplaa en uncampo magn"tico0 una tensión inducirá dico conductor por lo tanto la tensiónes proporcionalmente lineal a la velocidad del conductor el"ctrico 9corriente deagua.

/l usar uno u otro aparato de medición es necesario tener siempre presente laposibilidad de generar errores en las mediciones0 debido a ,ue un pe,ue>oerror inicial se puede propagar repercutir en el dato fnal.

M,&, &e* $,*)nee:

;l molinete es un instrumento ,ue tiene una "lice o rueda de caoletas0 ,uegira al introducirla en una corriente de agua. ;l de tipo de taa cónica girasobre un eje vertical el de tipo "lice gira sobre un eje oriontal. ;n amboscasos la velocidad de rotación es proporcional a la velocidad de la corriente secuenta el n=mero de revoluciones en un tiempo dado.

?os molinetes pueden ir montados en soportes o suspendidos de cables. /ntesde ser usados en el campo0 deben ser calibrados por el abricante paradeterminar la relación entre la velocidad de rotación de la "lice la velocidaddel agua.

[1] Fuene: !":##$%.&'(.u%!)*e.%*#AREAS#!)&+,-$,&1.!$


5/37


+DEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

?a sección elegida para la medida con el molinete debe estar situada en untramo recto de una sección lo más omog"nea posible a lo largo de dico

tramo.

a) Tipo taza cónica b) Tipo hélice


6/37


DEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

?a velocidad media del agua en cada vertical puede determinarse mediante lossiguientes m"todos0 dependiendo del tiempo disponible teniendo en

consideración el anco0 la proundidad del agua0 las condiciones del leco0 loscambios de nivel0 así como la precisión con ,ue se desea operar:

*: M9&(d( d )(0 +n&(0. De deben realiar distintas observaciones develocidad en cada vertical dependiendo de la proundidad del curso del agua.4ara secciones de poca proundidad 9menores a E cm se realianobservaciones en cada vertical colocando el molinete a E0 de la proundidadtotal por debajo de la superfcie libre. 4ara proundidades superiores0generalmente0 se mide la velocidad a E02 luego a E06 de la proundidad de lasuperfcie libre se usa el promedio de las dos medidas como la velocidad

media en la vertical. ;n la abla 1 se resumen los antecedentes necesariospara el cálculo de la velocidad media de acuerdo a la proundidad del cauce:

abla 1: !"todo de los puntos$: M9&(d( d 4;)&i+)0 +n&(0. consiste en medir velocidades en mucasposiciones de la vertical para defnir el perfl de velocidad bastante bien así calcular una velocidad media lo sufcientemente e5acta. ;l m"todo es mupreciso0 dependiendo del n=mero de puntos de reerencia medidos para elperfl0 pero re,uiere de muco tiempo.

c: M9&(d( 0+,ci*). implica medir la velocidad cerca de la superfcie libre despu"s multiplicarla por un coefciente ,ue va desde E06+ a E0G+0

dependiendo de la proundidad del agua0 de la velocidad0 de la naturalea delrío o canal. ?a difcultad de determinar el coefciente e5acto limita la utilidad la e5actitud de este m"todo. ;n general0 se utilia para medir la velocidad encrecidas0 en donde no se recomienda eectuar un aoro convencional0 paraproteger los e,uipos idrom"tricos.

[1] Fuene: !":##$%.&'(.u%!)*e.%*#AREAS#!)&+,-$,&1.!$


7/37


HDEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

d: M9&(d( d in&/,*ci5n: ;n este m"todo el molinete es sumergido elevado a lo largo de toda la vertical a una velocidad uniorme. ?a velocidad de

ascenso o descenso del molinete no deberá ser superior al +I de la velocidadmedia del Bujo en toda la sección transversal en todo caso deberá estarcomprendida entre E.E* E.1E mJs. De determina el n=mero de revolucionespor segundo. ;n cada vertical se realian dos ciclos completos 0 si losresultados diferen de más de 1EI0 se repite la medición.

: C,'*0 I0(&-


8/37



$: Scci5n )(n/i&din*). ;n la Figura & se muestra la variación de lavelocidad en las verticales 910 92 9&0 indicadas anteriormente.Considerándose la velocidad media en determinada sección como igual a 1.E0se puede traar el diagrama de variación de la velocidad con la proundidad9Figura *.

Fi/,* 2" Dección ransversal

Fi/,* 3" %ariación de las %erticales en la


9/37


GDEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

?adistribución de velocidades en una sección de canal depende tambi"n de otrosactores0 entre ellos la orma inusual de la sección0 la presencia de curvas a lolargo del canal0 etc. ;n una curva0 la velocidad se incrementa de manerasustancial en el lado conve5o0 debido a la acción centriuga del Bujo. ;n laFigura + se muestra el modelo general de la distribución de velocidades paravarias secciones oriontales verticales en un canal con sección rectangular las curvas de igual velocidad de la sección transversal.

?os modelos generales para la distribución de velocidades en dierentessecciones de canal se muestran en la Figura .

Fi/,* =" %ariación de la %elocidad con la 4roundidad

Fi/,* >" 4erfles de velocidades en un Canal 7ectangular


10/37


1EDEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

2">"# D&,4in*ci5n d c-)c)(0


11/37



;n el sitio ,ue se decidió acer el aoro0 se ace un levantamiento topográfcocompleto de la sección transversal0 el cual dependiendo de su anco

proundidad0 puede acerse con una cinta m"trica o con un e,uipo detopograía.

?a sección escogida se divide en tramos iguales tal como muestra la Figura H.;l anco entre ellas no debe ser maor ,ue 1J1+ a 1J2E del anco total de lasección. ;l caudal ,ue pasa por cada área de inBuencia /i no debe ser maor,ue el 1EI del caudal total. ?a dierencia de velocidades entre verticales nodebe sobrepasar un 2EI. ;n cada vertical0 de las varias en ,ue se divide lasección0 se miden velocidades con el molinete a E.20 E. E.6 de laproundidad total o con Botador. Cada vertical tiene su respectiva área deinBuencia 9sombreado en la fgura H.

• !"todo E.2 - E.6

Consiste en medir la velocidad a E.2 E.6 de proundidad a partir de lasuperfcie0 siendo %mel promedio de ambas velocidades. ;ste m"todo es elmás usado en la práctica.

?a velocidad media siguiente se utilia en corrientes turbulentas porirregularidad del leco:

Fi/,* " Dección transversal para el m"todo área - velocidad


12/37



K el caudal Li correspondiente a la respectiva área de inBuencia0 /i0 es:

K el caudal total0 L0 será entonces:

Cuando las proundidades de la sección son pe,ue>as0 menores de E. m0 solose mide la velocidad a E. de la proundidad0 velocidad ,ue se considerarepresentativa de la velocidad media de la vertical.

• Calculo de %elocidad con Botadores

Don los más sencillos de realiar0 pero tambi"n son los más imprecisos por lotanto0 su uso ,ueda limitado a situaciones donde no se re,uiera maorprecisión. Con este m"todo se pretende conocer la velocidad media de lasección para ser multiplicada por el área0 conocer el caudal0 seg=n laecuación de continuidad. 9*-&

4ara la ejecución del aoro se procede de la siguiente orma. De toma un trecode la corriente de longitud ? se mide el área / 9como se indico en losre,uisitos del m"todo0 de la sección0 se lana un cuerpo ,ue Bote0 aguasarriba del primer punto de control0 al paso del cuerpo por dico punto se

inicia la toma del tiempo ,ue dura el viaje asta el punto de control corrienteabajo.

?a velocidad superfcial de la corriente0 %s0 se toma igual a la velocidad delcuerpo Botante se calcula mediante la relación entre el espacio recorrido ?0 el tiempo de viaje t.


13/37


1&DEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

De considera ,ue la velocidad media de la corriente0 %m0 es del orden deE.H+%s a E.GE %s0 donde el valor maor se aplica a las corrientes de aguas másproundas rápidas 9con velocidades maores de 2 mJs. Mabitualmente0 seusa la siguiente ecuación para estimar la velocidad media de la corriente. %[email protected]+%D.

Di se divide el área de la sección transversal del Bujo en varías secciones0 deárea /i0 para las cuales se miden velocidades superfciales0 %si0 se calculanvelocidades medias0 %mi0 el caudal total se podrá determinar como la

sumatoria de los caudales parciales ,i0 de la siguiente manera:

• Calculo de %elocidad con molinete o correntómetro

;l principio de la medición de velocidad con molinete es el siguiente:Dupóngase un molinete puesto en un punto de una corriente ,ue tiene una

velocidad %. ?a longitud D0 es el recorrido de una partícula Buida movi"ndose alo largo del contorno completo de la línea ,ue determina una vuelta de la"lice. ?a situación es análoga al suponer ,uieta el agua el molinetedesplaándose a trav"s de "sta con velocidad %. 4ara un desplaamiento D0 la"lice tambi"n dará una vuelta.

4ara un movimiento uniorme0

;l espacio0 D0 recorrido por la "lice0 o por la partícula lí,uida a trav"s de "sta0se representa por el n=mero de rotaciones0 N0 ,ue da el molinete en tsegundos. ?uego:


14/37


1*DEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

Como e5isten ricciones en las partes mecánicas del aparato0 es necesariointroducir un coefciente de corrección0 b. ;ntonces:

'onde n @ NJt ,ue es la recuencia de giro0 se tiene: %@bn

Con la sensibilidad del aparato se ace sentir a partir de determinadavelocidad mínima0 a0 ,ue en general0 es del orden de 1 cmJs0 por debajo de lacual el aparato no se mueve0 la ecuación del aparato se transorma en:

%: velocidad de la corriente 9mJsn: n=mero de revoluciones de la "lice en la unidad de tiempo 9radJs

a: constante de paso idráulico0 obtenida e5perimentalmente en ensaos dearrastre 9m.b: constante ,ue considera la inercia la mínima velocidad para ,ue la "licese mueva 9mJs.

;cuación ,ue corresponde a una línea recta. ?os aparatos vienen con surespectiva ecuación de calibración0 dependiendo del tipo de molinete de lacasa productora0 o tabuladas las velocidades en unción del n=mero derevoluciones por minuto. 4or ejemplo0 para el correntómetro 4rincePs ;lectricCurrentmeter No 1H11E80 Derial No 1E1-/0 la ecuación de calibración para lavelocidad0 en mJs es:

% @ E.E1G Q E.HE2 n

2"@"# C*,*c&,10&ic*0 d) 4ic,( 4()in& id,-)ic( d) )*$(,*&(,i( [9]

;n el laboratorio se dispone de un micro molinete de alta precisión del !odelo21EE de la frma norteamericana DRoSer3nstrument0 3nc.


15/37


1+DEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”


16/37



introducirla en una corriente de agua. ?a velocidad de rotación es proporcionala la velocidad de la corriente se cuenta el n=mero de revoluciones en un

tiempo dado.

3"2"# In0&,4n&(0o F)54&,(

;l Be5ómetro es un instrumento de medición0 está construido por una delgadacinta metálica Be5ible0 dividida en unidades de medición0 ,ue se enrolladentro de una carcasa de plástico. ?a precisión del instrumento es de E0E1 m.

o T,454&,(

1.-;D7


17/37


1HDEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

;l termómetro es el elemento ,ue se utilia para medir la temperatura. ;ltermómetro consta esencialmente de un depósito de vidrio de paredes mu

delgadas0 para ,ue las variaciones de calor se transmitan con rapide allí,uido contenido en su interior. ?a precisión del instrumento es de 1 °C

o C,(n54&,(

7eloj de precisión ,ue mide racciones de tiempo e5tremadamente pe,ue>as.?a precisión del cronometro es de E01 s.

o R/)*

3nstrumento de medición con orma de planca delgada rectangular ,ueinclue una escala graduada dividida en unidades de longitud. ?a precisión deeste instrumento es E0E1 m.


18/37



3"3"# M*&,i*)0o J*)5n

;s una varilla de apro5imadamente 2m. ,ue permite alinear o crear una líneaimaginaria.


19/37


1GDEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

o F)(&*d(,0

De usaron como Botadores dos botellas una pe,ue>a de alcool otra masgrande de &lts. /mbas botellas son de plástico.

="# ,(cdi4in&( d) +,i4n&(" D*&(0 ($0,'*ci(n0 c-)c)(0.

="!"# ,(cdi4in&( d) +,i4n&( M,&, M,*)nee

De escoge el lugar donde se realiarala práctica del laboratorio0 ,ue seaadecuado donde no e5ista unacorriente brusca.

De procede a alinear el espejo de

agua mediante jalones además ,uepara ello los compa>eros del grupoproceden a cambiarse con el e,uipo


20/37


2EDEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

M,&, F*,6&,+

4osteriormente se unen los jalonescon un ilo de pesca para empear asubdividir el espejo de agua se larealio cada +E cm.

?uego de subdividir el anco del riose procede a medir el tirante en cadapunto ,ue ue subdividido el anco

del rio.

'espu"s de medir los tirantes decada punto se realia la medición de

la velocidad con el molinete midiendola velocidad a E02 E0 E06 deltirante. ;l molinete debe estar a GEo.!ientras un compa>ero leía dictabacada valor obtenido

;ste m"todo es muco más sencillo consiste en seleccionar un lugar detrabajo donde e5istan un punto W/T otro aguas abajo W8T de donde seprocede a lanar en la corriente un objeto ligero capa de Botar secontrola el tiempo ,ue realia al recorrer el tramo /-8 se mide lalongitud de dico tramo se realia varias mediciones usando además

otros Botadores.


21/37



="2"# D*&(0

="2"!"# M9&(d( d 0cci5n ? ')(cid*d C(n&inid*d:

'/OD 37/N;D

4


22/37



1& E0+ 2+ E02+1* E0+ 220H E022H

1+ E0+ 210+ E021+1 E0+ 1+ E01+1H E0+ 1&0+ E01&+16 E0+ 12 E0121G E0+ 110H E011H2E E0+ E E

'/OD '; %;?OC3'/';D 9medidos con el molinete

OBSER


23/37


2&DEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

9mJs * 6 + & H G 1 G

E06 K9mJs

E02G E0& E02

E02*

E02H

E02

E01G

TRAMO 3

E02 K9mJs

E01 E02E01*

E012

E01E01&

E011

E01*

E0 K9mJs

E016

E01G

E02E01G

E02

E06 K9mJs

E01*

E01+

E01H

E016

E022

E01G

E021

E01G

TRAMO =

E02 K9mJs

E0E2E0E&

E0E*

E0 K9mJs

E0E1E0E*

E0E1

E06 K9mJs

E0E1E0E2

E0E1

OBSER


24/37


2*DEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

TRAMO > @ E0E+ mJs

TRAMO @ @ E0E1 mJsTRAMO @ E0E1 mJs

TRAMO @ E0E1 mJs

TRAMO @ E0E1 mJs

="2"2"# M9&(d( F)(&*d(,

D*&(0 d &i4+(0

3;!4OD 98O;??/ ';/?COMO?

t1 9s 2H0+1t2 9s &20*t& 9s &0t* 9s &E06H

t9medio &106+

3;!4OD 98O;??/ ';DO'/

t1 &+0+2t2 &+0HGt& &02 m &+06*

D*&(0 d &i,*n&0

n&(0 K 4:Ti,*n& Y 4:

1 E0+ E02&


25/37


2+DEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

2 1 E021

& 1 E02*** 1 E0&&

+ 1 E0&E2

1 E02G*

H 1 E0&1H

6 1 E026&

G 1 E02+2

1E 1 E02211 1 E02

12 1 E01+2

1& E0+ E01+2

L(n/i&d d) R1(

? @ 11.& m

="3"# C-)c)(0

="3"!"# M9&(d( Scci5n ? V)(cid*d C(n&inid*d:

Aho"a e*e$pli0ca$o# el clc!lo de la %elocidad p"o$edio pa"a el t"a$o 1 a

+, 3 +, 5 +,6 del ti"ante


26/37



Vprom.=0,36+0,38+0,36

3

Vprom.=0,36+0,33+0,33+0,27

4


27/37


2HDEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

7/!O &

E01* E016 E01*E01& E01G E01HE012 E01G E01+

E01 E02 E01HE01& E01G E016

7/!O *E0E2 E0E1 E0E1

E0E& E0E2 E0E1E0E& E0E* E0E2E0E* E0E1 E0E1

7/!O + E0E+ E0E+

7/!O E0E1 E0E1

7/!O H E0E1 E0E1

7/!O 6 E0E1 E0E1

7/!O G E0E1 E0E1

Cálculo de velocidades medias0 aplicando las distintas órmulas:

• Vmed (1)=

V (0.2 y )+2V (0.6 y )+V (0.8 y )4

Vmed (1)=0,38+2∗0,37+0,32

4

Vmed (1)=¿

E0& mJs

• Vmed (2)=

V (0.2 y )+V (0.8 y )2


28/37



Vmed (1)=0,38+0,32

2

Vmed (1 )=¿ E0&+ mJs.

• Vmed (3)=V (0.6 y)

Vmed (1 )=¿ E0&H mJs.

Nuevamente al ser la misma operación para el resto de los cálculos de los demástramos0 se presentan en la siguiente tabla las velocidades medias de los demástramos

7/!OD%m 919mJs

%m929mJs

%m9&9mJs

1 E0& E0&+ E0&H2 E02G E026 E0&& E01H E01+ E01G* E0E2 E0E2 E0E2+ E0E+ E0E+ E0E+

E0E1 E0E1 E0E1H E0E1 E0E1 E0E16 E0E1 E0E1 E0E1

G E0E1 E0E1 E0E1

C-)c)( d Á,*0

Deg=n la teoría para el cálculo de áreas de una sección del río0 podemosrepresentar grafcamente0 como:


29/37


2GDEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

• ?as orillas ó para tramos e5tremos se puede asimilar la fgura de un triangulo0

por tanto el área correspondiente será : A=

∆ b∗ y2

• !ientras ,ue para los tramos centrales de la superfcie del río se puede

asimilar una fgura de rectangulo0 el cual su área sera : A=¿ ∆ b∗ y

4ondremos 2 ejemplos de cálculo de areas0 para ver la modalidad del cálculo deáreas

• 4ara el PPtramo 1PP -t"a$o e7t"e$o, o"illa0 ,ue estara compuesto de una

sección triangular otra rectangular

A ' =∆ b∗ y

2 @0,5∗0,56

2 @ E.1* m2

A ' ' =¿ ∆ b∗ y @ E.+ E.+* @ E.2H m2

/1 @ /P Q /PP @ E.*1 m2

• 4ara el PPtramo 2PP 9t"a$o cent"al), pues está compuesto de dos secciones

rectangulares0 entonces su área sera :

A ' =¿ ∆ b∗ y @ E.+ E.+&H @E.2H m2

A ' ' =¿ ∆ b∗ y @ E.+ E.++ @E.2H m2

/2 @ /P Q /PP @ E.+* m2

Mabiendo aclarado el cálculo de áreas el resto de las demás áreas seránrectangulares0 e5cepto la otra orilla del río ,ue estará compuesta de una secciónrectangular otra sección triangular. ;ntonces0 a continuación se mostraran enuna tabla los valores de las áreas.


30/37


&EDEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

@Y ;l área total será la sumatoria de todas las áreas

Á,* T(&*) @ ∑ A

Á,* T(&*) E.*1 Q E.+* Q E.+2 Q E.+2 Q E.** Q E.2G Q E.22 Q E.1* QE.EGm2

Á,* T(&*) @ &01H m2

CALCULO DE CAUDALESDe calculara el caudal PPLPP ,ue atraviesa la sección / parcial con las &velocidades medias calculadas por los tres m"todos empleados. De ejemplifcarael procedimiento con el PPtramo 1PP :

L1 @ /1 %med 91 @ E.*1 m2 E.& mJs @ E.1+ m&Js

L2 @ /1 %med 92 @ E.*1 m2 E.&+ mJs @ E.1* m&Js

L& @ /1 %med 9& @ E.*1 m2 E.&H mJs @ E.1+ m&Js

4u"s de la misma orma se deberán calcular los caudales para los otros tramos0,ue se presentaran en la siguiente tabla:

7/!OD#7;/D9m2

1 E0*12 E0+*& E0+2* E0+2+ E0** E02GH E0226 E01*G E0EG


31/37


&1DEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

7/!OD1 2 & * + H 6 G

#reas9m2

E0*1 E0+* E0+2 E0+2 E0** E02G E022 E01* E0EG

%m919mJs

E0& E02G E01H E0E2 E0E+ E0E1 E0E1 E0E1 E0E1

%m929mJs

E0&+ E026 E01+ E0E2 E0E+ E0E1 E0E1 E0E1 E0E1

%m9&9mJs

E0&H E0& E01G E0E2 E0E+ E0E1 E0E1 E0E1 E0E1 T(&*)

L 919m&Js

E01+ E01 E0EG E0E1 E0E2 E0EE& E0EE2 E0EE1 E0EE1 E0*&H

L 929m&Js

E01* E01+ E0E6 E0E1 E0E2 E0EE& E0EE2 E0EE1 E0EE1 E0*EH

L 9&9m&Js

E01+ E01 E01 E0E1 E0E2 E0EE& E0EE2 E0EE1 E0EE1 E0**H

?os caudales totales seran :

!: "== 430:

2: "=! 430:

3: "=> 430:

="3"!"# M9&(d( d) P(&*d(,

C*%u*, &e +e63.5 ;l cálculo de áreas será el mismo ,ue utiliamosanteriormente0 es decir:

• ?as orillas ó para tramos e5tremos se puede asimilar la fgura de un triangulo0

por tanto el área correspondiente será : A=∆ b∗ y

2


32/37


&2DEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

• !ientras ,ue para los tramos centrales de la superfcie del río se puede

asimilar una fgura de rectángulo0 el cual su área será : A=¿ ∆ b∗ y

n&(0 K 4:Ti,*n& Y 4:

1 E0+ E02&2 1 E021& 1 E02*** 1 E0&&+ 1 E0&E2 1 E02G*H 1 E0&1H6 1 E026&G 1 E02+21E 1 E022

11 1 E0212 1 E01+21& E0+ E01+2

;jemplifcaremos el cálculo del área

• 4ara los e5tremos

A=∆ b∗ y

2

A=0,5∗0,23

2

A! @ 42


33/37


&&DEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

• 4ara áreas centrales

A=¿ ∆ b∗ y

/ @ 1 E021

A2 2! 42

7/!OD/7;/D9m2

1 E0E

2 E021& E02** E0&&+ E0&E E02GH E0&26 E026G E02+1E E02211 E02E12 E01+1& E0E*/t 20GE

;l área total será: 2.GE m2

TIEMOS MEDIOS

BOTELLA DE ALCOHOL @ 2H.+1 Q &2.* Q &. Q &E.6H @ &106+ s

BOTELLA GRANDE &+.+2 Q &+.HG Q &.2 @ &+06* s LONGITUD L 110& m

@Y para el cálculo de la velocidad superfcial usaremos la ormula:


34/37


&*DEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

BOTELLA DE ALCOHOL

%Dup@11,3

31,85

V0+ E0&+ mJs

BOTELLA GRANDE

%Dup@11,3

35,84

V0+ E0&2 mJs

@Y pero:


35/37


&+DEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

L @ E.H6 m&Js

En,n%e3 e* %6u&6* 3e+:Lmedio @ 9E.6HQE.H6J2 @ 2.7 $7 #3

>"# An-)i0i0 d ,0)&*d(0.

!"todo Dección velocidad.- De mostraran los resultados obtenidos en lasiguiente tabla:

! 430: "==2 430: E.*13 430: E.*+

4romediando estos & caudales tenemos el caudal medio por el m"todo desección - velocidad0 por tanto:Lm @ 9E.** Q E.*1 Q E.*+J& @ "=3 430:

!"todo del Botador .- ;l caudal medio ,ue obtuvimos ue :

4 2.7 $7 #3

4ues si comparamos estos dos resultados0 podemos ver ,ue por los dos m"todosel caudal o gasto difere uno del otro. 4ero se podría argumentar ,ue el m"todode sección velocidad es el más correcto aun,ue tuvo algunas alencias enalgunos tramos0 a continuación se dará algunas e5plicaciones sobre el posibleerror cometido en la práctica.

4ara el m"todo de sección - velocidad0 se pudo observar ,ue el molinetetrabajo perectamente para los primeros + tramos0 pues para los demástramos no pudo marcar velocidad por,ue el viento está en contra del Bujo0pues las aguas del tramo + en adelante estaban ,uietas0 por lo ,ue elmolinete no marcaba ninguna velocidad0 por tanto tuvimos ,ue asumir lavelocidad mínima de E.E1 mJs


36/37


&DEPARTAMENTO: “HIDRÁULICA Y OBRAS SANITARIAS”

ambi"n se pudo observar ,ue el Bujo o corriente no era constante a lo largode la sección del rio0 por este motivo al realiar la medición de velocidades

con el Botador se desplaaba por donde el Bujo era más rápido no nos dabaun dato confable de velocidades a lo largo de toda la sección transversal delrio.

Otro posible error ue ,ue en el momento de arrojar las botellas plásticas porel m"todo de Botador0 las botellas ueron arrojadas verticalmente oriontalmente0 por lo ,ue cuando paso la primera línea0 no se consideroe5actamente medir el tiempo luego de ,ue pasase la tapa por la línea o luegode ,ue la botella entera pasase por la línea0 pues el tiempo ,ue tardo enrecorrer ambos envases plásticos no ueron correctamente medidos.

@"# C(nc)0i(n0 ,c(4nd*ci(n0.

@"!"# C(nc)0i(n0

;studiamos aplicamos en la práctica dos m"todos para la obtención decaudales de circulación en una sección determinada de un canal.

Obtuvimos la velocidad en un canal a dierentes proundidades mediante elmolinete idráulico conociendo estudiando previamente su modo deuncionamiento.

?os caudales de circulación por el canal ueron obtenidos m"todosindirectos.

De utiliaron ormulas proporcionadas en la guía de idráulica para laobtención de velocidades medias de circulación del Bujo en el canal.

?os valores obtenidos son considerados dentro de un rango aceptabletomando en cuenta ciertos errores ,ue pueden perjudicar los valoresobtenidos0 tales como la irregularidad del área transversal del canal ,ue loasumimos de orma regular0 tambi"n de actores naturales ,ue pudieronalsear alguna medición como el viento0 etc.


37/37


@"2"# Rc(4nd*ci(n0

Ma ,ue tomar en cuenta ,ue para la práctica la "lice del molinete0durante la medición de datos0 es la parte más sensible ante los golpescausados por materiales de arrastre de los ríos o canales por donde estásometida dica "lice teniendo muco cuidado de no da>ar el e,uipo.

De observó ,ue en la práctica el movimiento del agua en la parte de ladereca del rio estaba estancada Buía irregularmente por lo cual seasumió una misma velocidad a partir de los puntos para adelante.

?a colocación del aparato tiene ,ue ser a una posición de GEO para evitarerrores en la medición.

De recomienda prestar atención a la e5plicación del docente encargado ,uenos e5plica detalladamente cada paso a seguir dentro de la practica.

Bi$)i(/,*61*.

R6,nci* $i$)i(/,-c*.

• Uuía de laboratorio 'e Midráulica

Aforo de Corriente, Puente San Martin

Documents

Transcript of Aforo de Corriente, Puente San Martin