COEFICIENTE DE MANNING

DEBY JURADO DUARTEddj91@hotmail.com

INTRODUCCION

Este ensayo consiste en términos generales en hacer un análisis para encontrar el coeficiente de manninig a

partir de datos experimentales tomados en el laboratorio, con diferentes alturas del flujo e inclinaciones o

pendientes del canal en dirección del caudal.

PALABRAS CLAVE:coeficiente de Manning, canal de vidrio.

1. OBJETIVOS

1.1 Objetivo general:

Encontrar el coeficiente n de manning

del canal acrílico y compararlo con el

teórico.

1.2 Objetivos específicos:

Identificar el proceso para determinar

el coeficiente de Manning.

Analizar el coeficiente de Manning

experimentalmente y compararlo con el

teórico y determinar su error

porcentual.

Determinar las posibles causas del

error efectuado.

2. MARCO TEORICO

2.1 Al hacer el análisis dimensional de n se

deduce que tiene unidades . Como no

resulta explicable que aparezca el término en

un coeficiente que expresa rugosidad, se ha

propuesto hacer intervenir un factor√ , siendo

g la aceleración de la gravedad, con lo que las

unidades de serían , mas propias del

concepto físico que pretende representar.

En 1889 el Ingeniero Irlandes Robert Manning

presento una ecuación para determinar el valor

de “C”, en función del radio hidráulico y la

rugosidad del material del cual está construido

el canal. Esta ecuación es el resultado del

proceso de ajuste de curvas, por tanto es

completamente empírica.

La ecuación de Manning más adelante fue

modificada y simplificada hasta llegar a su

conocida forma actual. Para utilizar la ecuación

de Manning debemos conocer el sistema de

unidades a utilizar, para que se utilice el

coeficiente apropiado.

Sistema internacional

Sistema ingles

Dónde:

V= Velocidad media

N= Coeficiente de rugosidad de Manning

R=Radio hidráulico= (Área mojada/ Perímetro

mojado)

S= Pendiente de la línea de energía

2.2 Canal experimental de pendiente variable

y oleaje: Posee una de estructura de acero, revestido en

paneles de vidrio, con pendiente variable, de 14

metros de longitud y sección transversal de 0.5

m x 0.6 m.

Cambiando la configuración del canal, el mismo

tiene la capacidad de usarse para

experimentación en el ámbito fluvial, simulando

corriente unidireccional como también para

generara condiciones de oleaje. En el apartado

de equipamiento están expuestas las

características del generador de oleaje con el

que se cuenta en el LH.

Aguas abajo posee una compuerta de

inclinación regulable con la que se puede

modificar el tirante y la velocidad del flujo en

todo el canal. Posteriormente el flujo es

evacuado hacia un canal de restitución paralelo

(Canal de Figura N°“1”), construido en

mampostería, donde se realiza la medición del

caudal mediante un vertedero triangular. Éste

puede remplazarse por un vertedero rectangular

o una canaleta Parshall, ambos disponibles en el

Laboratorio.

3. PROCEDIMIENTO

3.1.1Encender el sistema de bombeo.

3.1.2Abrir la válvula de compuerta que regula el

caudal en el canal.

3.1.3Registrar el ancho y la longitud del canal

entre apoyos.

3.1.4Con ayuda del gato hidráulico fijar una

pendiente suave y registrarla. 3.1.5 Luego de estabilizado el flujo, registrar el

tirante del agua en tres seccionesdel canal y el

caudal.

3.1.6 Determinar el coeficiente de rugosidad de

Manning para nuestro canal, y compararlo con

los valores que corresponde en las tablas acorde

al material.

4. CALCULOS

H.

Canal

[cm]

Q teo (y

Spillway

[cm])

y1

[cm]

y2

[cm]

y3

[cm]

Yprom

[cm]

1,25

5,5 7,5 7,5 6,5 7,17

5,3 7 6,9 6,4 6,77

5,3 4,5 4,5 3,9 4,30

1,4

4,8 6,5 6,5 6,1 6,37

4,8 5,6 5,6 5,4 5,53

5 3,5 3,5 3 3,33

1,7

5,2 3,4 3,8 3,3 3,50

5,1 5,1 5,5 5 5,20

4,8 6,4 6,4 5,9 6,23

De acuerdo con las Alturas del Spillway se

calcula el caudal,

SPILLWAY

( )

(

)

Con las Alturas tomadas en el canal del

laboratorio se obtiene una altura promedio con

la cual se calculan las áreas mojadas, el

perímetro, el radio hidráulico y así la velocidad,

con todos estos datos obtenemos el coeficiente

de rugosidad de Mannning.

Obteniendo la n experimental, se calcula el error

con el teórico, el cual para el acrílico vidrio

templado oscila entre 0,011- 0,021, para el del

laboratorio es de 0,013.

5. CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES

5.1 Observaciones

En la toma del Q 5 se supone un error

de medición debido a que se reinició la

bomba.

La calibración de la instrumentación no

era reciente.

5.1 Conclusiones

Se obtuvo un coeficiente de rugosidad

para cada caudal y a estos se le calculó

un porcentaje de error a cada uno, el

promedio de porcentaje de error

obtenido es de 29,27%

6. BIBLIOGRAFIA

[1] guías de laboratorio de hidráulica aplicada

de la universidad industrial de Santander, por el

profesor ADRIÁN DAVID RODRÍGUEZ

SUÁREZ.

[2] Revista Escuela colombiana de ingeniería

"La instrumentación en la operación y seguridad

de las presas"1995FONCECA HERRERA,

Néstor Enrique.

Figura N°1 canaleta

TABLA DE DATOS:

COEFICIENTE DE MANNING.

FORMULAS A UTILIZAR

Canal rectangular

H. Canal

[cm]

Q teo (y Spillway

[cm]) y1 [cm] y2 [cm] y3 [cm] Yprom [cm]

1,25

5,5 7,5 7,5 6,5 7,17

5,3 7 6,9 6,4 6,77

5,3 4,5 4,5 3,9 4,30

1,4

4,8 6,5 6,5 6,1 6,37

4,8 5,6 5,6 5,4 5,53

5 3,5 3,5 3 3,33

1,7

5,2 3,4 3,8 3,3 3,50

5,1 5,1 5,5 5 5,20

4,8 6,4 6,4 5,9 6,23

L 830 cm

β 42,2cm

n crilico vidrio

templado

0,013