LABORATORIO DE HIDRAULICA

PRE-INFORME

PRE- INFORME DE RESALTO HIDRAULICO

DEBY JURADO DUARTEddj91@hotmail.com

RESUMEN

El resalto o salto hidráulico es un fenómeno local, que se presenta en el flujo rápidamente variado, el

cual va siempre acompañado por un aumento súbito del tirante y una pérdida de energía bastante considerable

(disipada principalmente como calor), en un tramo relativamente corto. Ocurre en el paso brusco de régimen

supercrítico (rápido) a régimen sub crítico (lento), es decir, en el resalto hidráulico el tirante, en un corto

tramo, cambia de un valor inferior al crítico a otro superior a este.

1. OBJETIVOS

1.1 Objetivo general:

Mirar y encontrar las principales

características de un resalto hidráulico.

Conducir el tipo de flujo, en un resalto

hidraulico.

1.2 Objetivos específicos:

Clasificar el tipo de resalto que se

genera, por medio del cálculo del

número de froude.

Encontrar la disipación de energía que

produce los diferentes tipos de resalto

hidráulico.

Comparar los resultados prácticos con

las formulas empíricas.

2. MARCO TEORICO

2. MARCO TEORICO

2.1Resalto hidráulico: En un principio, la teoría

del resalto desarrollada corresponde a canales

horizontales o ligeramente inclinados en los que

el peso del agua dentro del resalto tiene muy

poco efecto sobre su comportamiento y, por

consiguiente, no se considera en el análisis. Sin

embargo los resultados obtenidos de este modo

pueden aplicarse a la mayor parte de los canales

encontrados en problemas de ingeniería.

Para canales con pendiente alta el efecto del

peso del agua dentro del resalto puede ser tan

significativo que debe incluirse en el análisis.

Fig N°1.

2.2 Resalto en canales rectangulares: Para un

flujo supercrítico en un canal rectangular

horizontal, la energía del flujo se disipa a través

de la resistencia friccional a lo largo del canal,

dando como resultado un descenso en la

velocidad y un incremento en la profundidad en

la dirección del flujo. Un resalto hidráulico se

formara en el canal si el número de Froude (F1)

del flujo, la profundidad del flujo (Y1)y la

profundidad (Y2) aguas abajo satisfacen la

ecuación: fig. N° 2

Y2/Y1 = 1/2 [(1 + 8 F12)1/2 - 1]

2.3 Resalto en canales inclinados: En el

análisis de resaltos hidráulicos en canales

pendientes o con pendientes apreciables, es

esencial considerar el peso del agua dentro del

resalto, por esta razón no pueden emplearse las

ecuaciones de momentum, ya que en canales

horizontales el efecto de este peso es

FigN°1 Resalto hidráulico

FigN°2 Resalto hidráulico en

canales rectangulares

LABORATORIO DE HIDRAULICA

PRE-INFORME

insignificante. Sin embargo puede emplearse

una expresión análoga a la ecuación utilizando

el principio de momentum que contendrá una

función empírica que debe determinarse

experimentalmente. Fig N°3.

2.4 Clasificación: Los resaltos hidráulicos en

fondos horizontales se clasifican en varias

clases y en general esta clasificación se da, de

acuerdo con el número de Froude (F1) del flujo

entrante. Para F1=1 el flujo es critico y por

consiguiente no se firma resalto, para

1.0<F1<1.7 la superficie del agua muestra

ondulaciones y se presenta el resalto ondulante,

para 1.7<F1<2.5 se desarrolla una serie de

remolinos sobre la superficie del agua pero

aguas abajo permanece uniforme y la velocidad

de la sección es razonablemente uniforme y la

perdida de energía es baja presentándose

entonces el resalto débil, para 2.5<F1<4.5 existe

un chorro oscilante que entra desde el fondo del

resalto hasta la superficie y se devuelve sin

ninguna periodicidad y cada oscilación produce

una onda grande con periodo irregular

produciéndose entonces el resalto oscilante,

para 4.5<F1<9.0 la extremidad de aguas abajo

del remolino superficial y el punto sobre el cual

el chorro de alta velocidad tiende a dejar

ocurren prácticamente en la misma sección

vertical la acción y posición de este resalto son

menos sensibles a la variación en la profundidad

de aguas abajo, el resalto es bien balanceado y

su comportamiento es el mejor presentándose de

esta manera el resalto estable, para F1>9.0 el

chorro de alta velocidad choca con paquetes de

agua intermitentes que corren hacia abajo a lo

largo de la cara frontal del resalto generando

ondas hacia aguas abajo y puede prevalecer una

superficie rugosa, la acción del resalto es brusca

pero efectiva produciéndose entonces el resalto

fuerte. Ver fig. N°4.

3. PROCEDIMIENTO

3.1. Encender el sistema de bombeo y poner el

canal rectangular en posición horizontal.

3.2. Abrir la válvula de compuerta que regula el

caudal en el canal y esperar que se estabilice.

3.3. Con ayuda de las dos compuertas y de la

variación del caudal, propiciaremos las

condiciones ideales para la generación de cada

uno de los Tipos de resalto.

3.4. Medir los tirantes en las secciones 1 y 2.

3.5 Calcular el número de Fraude en la sección

1, con el fin de determinar qué tipo de resalto

hidráulico es “mirar la clasificación en la tabla”.

3.6 Calcular las Fuerzas específicas en las

secciones 1 y 2. El resalto hidráulico se ubicara

en el punto donde estas dos fuerzas se

compensen (sean iguales). Calcular el error

entre estas dos fuerzas.

3.7 Registrar la longitud del resalto Lr, y

compararla con las distintas ecuaciones.

Calcular sus respectivos errores y observar con

FigN°3 Resalto hidráulico en

canales inclinados.

FigN°4 Clasificación de Resaltos

hidráulicos

LABORATORIO DE HIDRAULICA

PRE-INFORME

cual obtenemos menores errores.

3.8 Determinar en las secciones 1y 2: La

velocidad media V, en m/s.

4.7 Determinar el tirante crítico del flujo.

3.9 Calcular la disipación de energía ΔS en cada

uno de los resaltos hidráulicos y su eficiencia ½.

4.10 Graficar en un solo plano el resalto

hidráulico, la curva de momentum y energía

especifica. Identificar en la gráfica las alturas

conjugada y crítica, y la disipación de energía

ΔS.

3.9 Graficar en un solo plano el resalto

hidráulico, la curva de momentum y energía

especifica. Identificar en la gráfica las alturas

conjugada y crítica, y la disipación de energía

ΔS.

4. 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.

LABORATORIO DE HIDRAULICA

PRE-INFORME