Informe Laboratorio Flujo Rapidamente Variado

7/26/2019 Informe Laboratorio Flujo Rapidamente Variado

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UNIVERSID D NDIN NSTOR CCERES VELSQUEZ PUNO

C RRER PROFESION L INGENIER CIVIL

UNIVERSIDAD ANDINA NESTOR

CACERES VELASQUEZ

C.A.P:INGENIERIA CIVILHIDRULICA DE CANALES Y TUBERAS

TEMA:INFORME: PRACTICA FLUJO

RAPIDAMENTE VARIADO

INTEGRANTES:

LUNA SALAMANCA NANCY YOVANA

ADUVIRI MAQUERA GLADIS YOVANA

MARON COAQUIRA ROYER

HUAILLAPUMA LIMA VIDAL

JUAN CARLOS CATACORA CATACORA

SEMESTRE: V GRUPO: B FECHA DE EXPERIMENTO: 02/06/2016

FECHA DE ENTREGA: 09/06/2016


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1.

Objetivos

Determinar el coeficiente de descarga Cd de dos vetederos libres :uno de pared delgada

Y otro de pared gruesa

2. Introduccin terica

(http://www.fing.edu.uy/imfia/imfiaweb/sites/default/files/Teo6_10_b.pdf)

SOBRE FLUJO RAPIDAMENTE VARIADO.

La principal caracterstica del Flujo Rpidamente Variado (FRV) es que la curvatura de las lneas de

corriente es pronunciada, con lo cual la suposicin de una distribucin hidrosttica de presiones deja de

ser vlida. En ocasiones el cambio en la curvatura puede ser tan abrupto como para romper virtualmente

el perfil de flujo, resultando en un estado de alta turbulencia y perfil de flujo discontinuo. El ejemplo ms

conocido de una situacin como la descripta es el resalto hidrulico.

La restriccin de no poder suponer una distribucin hidrosttica de presiones ha llevado a que no se

puedan aplicar los enfoques desarrollados para los flujos gradualmente variados o uniforme, de forma tal

que los problemas de FRV se han tratado mayormente de forma experimental o sobre la base de

relaciones empricas desarrolladas para un nmero de casos aislados. Usualmente no es posible utilizar

el concepto de valores promedios en la seccin transversal para FRV, dado que es necesario

conocer las distribuciones de velocidad y presin a fin de aplicar correctamente las leyes de

conservacin a volmenes de control. Para simplificar el anlisis en ocasiones se aplican dichas leyes de

conservacin entre secciones seleccionadas lejos de la zona de FRV, con lo cual se puede establecer el

comportamiento del flujo pre y post FRV, pero no exactamente como es el perfil de flujo en ese lugar.

Un tratamiento analtico de FRV puede efectuarse asumiendo fluido perfecto y flujo potencial,

complementado con alguna suposicin respecto a como es la distribucin de velocidades en la vertical.

Las ms usadas son las teoras de Boussinesq, que presume la velocidad vara linealmente en vertical

desde cero en el fondo hasta su mximo en la superficie libre, y la de Fawer, que asume una variacin

exponencial. Las ecuaciones as obtenidas son resueltas numricamente, con mtodos especialmente

adaptados a las particularidades de las ecuaciones resultantes.

Un resumen de las caractersticas de FRV es:

a) La curvatura de las lneas de flujo impide la suposicin de una distribucin hidrosttica de

presiones


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b) La variacin rpida del flujo ocurre en tramos cortos, de forma tal que las prdidas por friccin contra

las fronteras son pequeas y pueden ser despreciadas en un anlisis primario.

c) El FRV en una estructura de transicin tendr sus caractersticas fsicas determinadas por la

geometra de la frontera y el estado del flujo

d) Ante bruscos cambios en la geometra del canal se pueden formar vrtices, remolinos, corrientes

secundarias y zonas de separacin que complican el patrn del flujo. Esto dificulta definir las fronteras

del flujo (que ya no sern las fronteras slidas del canal), as como determinar valores promedios en la

seccin para las variables del flujo.

e) An cuando en situaciones como la anterior sea posible aproximar las distribuciones de velocidades,

los coeficientes y son difciles de cuantificar con exactitud y generalmente notoriamente superioresal valor 1.

En lo siguiente se analizarn estructuras de medicin y/o descarga, donde se sucede FRV, basndose en

el enfoque de internar aplicar ecuaciones globales de balance (fundamentalmente energa) corregidas

mediante coeficientes obtenidos experimentalmente. Se presentarn aplicaciones a vertederos,

compuertas y alcantarillas.


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El caudal que fluye sobre el vertedero puede determinarse como:

= 2 =232[(+) ]

0

Donde:

B= al ancho del vertedero

ho=v2/2g la altura de energa cinetica

=23 2

A su vez es posible determinar un coeficiente de gastos dimensionales Cd como:

=23 2De forma que, sustituyendo en la expresin anterior se tiene:

=

= Procedimiento

El siguiente procedimiento se realizara tanto para el vertedero de pared delgada como para

los vertederos de pared gruesa.

Medir el ancho del canal

Nivelar el canal hasta ubicarlo en posicin horizontal

Ubicar el vertedero en el canal , aproximadamente en el primer tercio de longitud del

mismo

Medir la altura del vertedero P.

Poner en funcionamiento la bomba , dejando pasar alrededor de 2 minutos para que elsistema entre en rgimen

Medir el caudal utilizando el tubo pitot.

Medir la profundidad total de flujo D=P+H aguas arriba del vertedero en una seccin ubicada

a aproximadamente 2P del vertedero A partir de este valor, encontrar la carga H.


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B P H D Y Yc V A Q

0.300 0.213 0.150 0.363 0.061 0.133 2.193 0.018 0.040 0

= =

= D=P+H

H=D-P

=

=

2.

Conclusiones

Gracias a este estudio se comprendi el flujo gradualmente variado y sus caractersticas en un canalrectangular.

Tambin se convers que en el caso que se construya un canal como haramos para ahorrar materiales en

las paredes del canal mediante los clculos es posible abaratar costos. Este estudio es necesario para hace

un futuro diseo de canales.


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Referencias Bibliogrficas

http://www.fing.edu.uy/imfia/imfiaweb/sites/default/files/Teo6_10_b.pdf

Mecnica elemental de los fluidos, de Bolinaga, Juan Jos. Publicacin Universidad

catlica Andrs Bello, Venezuela, 2007.

Mecnica de fluidos,de Raymond C. Binder. Editorial Trillas, Mxico, 1991.

http://fluidos.eia.edu.co/lhidraulica/guias/flujogradualmentevariado/flujogradualment

evariado.html

ANEXOS
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