FACULTAD DE INGENIERAPRIMER LABORATORIO DE HIDRULICASECCIN CI62 GRUPO 03

ALUMNOS:Cabello Osorio Francis Gustavo u201120023Daz Vargas Diego u201113599Gutirrez Nieto Jess u201113456Palomino Ramrez Ruddy Ignacio u201214874 Snchez Escudero Vctor Hugo u201010469Cornejo Vilca lvaro Jos u201120062 Experiencia N 1Flujo Permanente Objetivos: Determinar experimentalmente: El tirante normal en un flujo uniforme La rugosidad correspondiente al canal de pendiente variableFundamento terico:El flujo uniforme permanente es el tipo de flujo fundamental que se considera en la hidrulica de canales abiertos. La profundidad del flujo no cambia durante el intervalo de tiempo bajo consideracin. En el caso especial de flujo uniforme y permanente, la lnea de alturas totales, la lnea de altura piezomtricas y la solera del canal son todas paralelas, es decir, son todas iguales sus pendientes.La caracterstica principal de un flujo permanente y uniforme en canales abiertos es que la superficie del fluido es paralela a la pendiente del canal, es decir, dy/dx = 0 o la profundidad del canal es constante, cuando la pendiente final (Sf) es igual a la pendiente inicial (So) del canal.Para que se desarrolle el flujo uniforme el ngulo debe ser pequeo (en canales abiertos generalmente la pendiente es pequea < 5), por lo que los tirantes normales se considera iguales.

Como es pequeo cos1Y h

Ecuaciones de velocidad:

Q=VA Ecuacin de continuidad para flujo permanente, uniforme y unidimensional.Rh=A/P Radio hidrulico Ecuacin de Darcy-Weisbach, frmula universal de la prdida de carga.

Ecuacin de Manning:

Ecuacin de Darcy y C-W:

Ecuacin de Chezy: , donde o

Todas estas ecuaciones de velocidad se reemplazan en la ecuacin de continuidad Q=AVProcedimiento: Medir el ancho (b) de la seccin transversal del canal de pendiente variable. Establecer en el canal del laboratorio un flujo permanente, correspondiente a una pendiente de fondo: So Medir un tirante uniforme y Con el caudalmetro y un cronmetro debe medirse el caudal de flujo: Q Manteniendo el caudal constante, variar la pendiente de fondo So y medir el tirante uniforme, repetir el procedimiento con cinco caudales diferentes.

Midiendo altura de tiranteDATOSDebido a que no se midi la altura del canal en el laboratorio, consideramos que esta tiene un valor de 30cm. Con lo que ya podemos tener el tirante de cada experiencia.Asimismo, para el clculo del caudal empleamos la siguiente ecuacin:

Para un valor de Caudal en caudalmetroQ(lt/s)= 14.629b(cm)=20H(cm)=30

Prueba #SoMedida Tirante (cm)

10.001026.004.00

20.001526.603.40

30.002026.903.10

40.002527.302.70

50.003027.502.50

60.003527.702.30

CLCULOS Y PREGUNTASa) Aplicar la ecuacin de Manning para flujo uniforme y calcular el valor de la rugosidad terica nt, compararla con el valor realPrueba #Sorea (m2)Permetro (m)Rh(m)Q (m3/s)V(m/s)nt

10.010000.0080.280.0285714290.1462918.286068830.000511094

20.015000.00680.2680.0253731340.014632.151302210.004915793

30.020000.00620.2620.0236641220.014632.359492750.004940337

40.025000.00540.2540.0212598430.014632.709047230.004479128

50.030000.0050.250.020.014632.925771010.004361879

60.035000.00460.2460.0186991870.014633.180185880.004144416

Promedio0.022500.006000.260000.022930.036575.268640.00389

El valor de Manning obtenido realizando clculos es de 0,00389 El valor de Manning obtenido en tablas (vidrio de laboratorio): 0,011

b) Aplicar la ecuacin de Darcy y C-W para flujo uniforme y calcular el valor de la rugosidad terica kt, compararla con el valor real.Para los clculos, trabajamos con los datos promedio de la tabla anterior y reemplazndolo en la frmula de Darcy, luego hacemos uso de la funcin Buscar Objetivo para calcular el valor de kt a continuacin se muestran los resultados.

El valor de k, de la ecuacin de Darcy, obtenida realizando clculos es de: 0.000173619 El valor de k, de la ecuacin de Darcy, obtenida en tablas para vidrios de laboratorio es de: 0.00015.

c) Aplicar la ecuacin de Chezy para flujo uniforme y calcular el valor de la rugosidad terica kt, compararla con el valor real.

De igual manera, para los clculos, trabajamos con los datos promedio de la tabla anterior y reemplazndolo en la frmula de Chezy, luego hacemos uso de la funcin Buscar Objetivo para calcular el valor de kt a continuacin se muestran los resultados.

Valor de k, de la ecuacin de Chezy, obtenida realizando clculos es de: 0.391x10^-6 Valor de k, de la ecuacin de Chezy, obtenida en tablas para vidrios de laboratorio es de: 1.5x10^-6.

d) Conclusiones:

Los valores tericos calculados son diferentes a los valores reales, debido a que no se tomaron las medidas exactas. En nuestro caso, se asumi una altura del canal de 0.30 puesto que no se midi en el laboratorio, y en base a este obtuvimos los tirantes que son fundamentales para los clculos de este ensayo.

Se debe considerar tambin los errores de medicin (falla humana) y limitaciones del laboratorio, es decir, probablemente las medidas con las que ha sido diseado el canal del laboratorio no son precisas, o a sufrido desajustes con el uso.

Probablemente el tirante no es constante a determinado pendiente puesto que el fluido est en constante movimiento.

Quiz la viscosidad del agua de ensayo tenga variaciones en su valor, pues se le ha agregado un aditivo (COLORANTE) que debe tener su propio peso especfico y caractersticas hidrulicas.

El valor real se halla aplicando coeficientes de rugosidad de tablas; sin embargo, el valor terico se halla utilizando los parmetros promediados, los cuales probablemente no son del todo correctos y por ende, no son exactos.

Los valores negativos obtenidos como coeficientes de rugosidad, seran tan pequeos que realmente no afecta mucho como lo hara un material con mayor rugosidad.

Considerar tambin que el canal es muy pequeo, el caudal es muy bajo, el tirante es muy bajo. Son datos muy pequeos en magnitud. Esto tambin puede contribuir a que los clculos sean tan pequeos y estn en la frontera de los negativos con positivos.

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