DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE RUGOSIDAD n DE MANNING
OSNAIDER MANJARRES CARMONA CARMELO VIANA ATENCIA OMAR VILLEGAS MANJA M ANJARRES RRES
ING. PABLO ALFONSO CARO RETIS
UNIVERSIDAD DE SUCRE FACULTAD DE INGENIRIA PROGRAMA DE INGENIERIA AGRICOLA SINCELEJO (SUCRE) 2015
INTRODUCCION Cuando fluye agua en un canal abierto, esta encuentra resistencia al movimiento debido a la fuerza de fricción a lo largo del perímetro mojado. Esta resistencia es generalmente contrarrestada por la componente de la fuerza de gravedad que actúa en el cuerpo de agua en la dirección del movimiento, del balance de estas dos fuerzas opuestas se desarrolla el flujo uniforme. Hay dos características en este tipo de flujo, la primera es que la profundidad del agua, velocidad y caudal en cada sección de un tramo de canal son constantes. a segunda, corresponde a que las líneas de energía, superficie del agua y del fondo del canal son paralelas, o lo que es lo mismo !f " !# " !o " !, esto es, las pendientes son iguales. $ambi%n, el requerimiento de velocidad constante debe ser interpretado como el de una velocidad media constante para una sección dada. En la formula de &anning la mayor dificultad esta en la determinación del coeficiente de rugosidad, n, ya que no 'ay un m%todo e(acto para seleccionarlo. !u selección significa estimar la resistencia al flujo en un canal dado, lo cual es materia de intangibles. )ara los ingenieros veteranos, esto significa un ejercicio de refle(ión y e(periencia, en los jóvenes, esto puede ser no mas que adivinanzas y diferentes ingenieros pueden obtener diferentes resultados.
OBJETIVO.
*eterminar el coeficiente de rugosidad de &anning en un canal de material compuesto
PROCEDIMIENTO.
+brir completamente la vlvula de control, admita agua y registre el Caudal Q1 usando el medidor de flujo directo ó el tanque volum%trico y el cronómetro -compruebe que el tirante no es constante a lo largo del canal Calcule el tirante crítico /
&odificando la pendiente del canal trate de establecer este tirante a lo largo del canal para que sea el tirante normal del mismo, +pague la bomba, cierre la vlvula de descarga/ coloque un obstculo al final del canal y determine la pendiente, apoyndose en las cintas de medida dispuestas en el canal y su correspondiente separación. Esta pendiente corresponde a la pendiente crítica Sc para el 01 .+plique la ecuación de &anning y calcule el coeficiente de rugosidad. 2epetir el procedimiento anterior para otros dos caudales 'asta obtener los respectivos coeficientes de rugosidad. Con una pendiente suave -determine esta pendiente en el canal, abra la vlvula de descarga, asigne un caudal -verifique que el tirante no sea constante a lo largo del canal y con el coeficiente de rugosidad promedio calcule el tirante normal utilizando la ecuación de &anning. $rate de encontrar este tirante en el canal.
RESULTADO b 0.0! "
0
5c
'1
'6
m 4s
m
m
m
m
!c
+c
2c
ni
n
8.8889 8.81:
8.88;
8.86<
3.9
8.91
8.881= 8.816
8.88>; 8.88><
8.88119 8.86:
8.81:
8.8=1
3.9
8.9=
8.8866 8.819
8.88>9
8.881;98.83=
8.86
8.8=:
3.9
8.<:
8.886< 8.81:
8.81
0 t4seg 8.88136
!8
58
7
m
8.1=
8.8;9
para calcular +c aplicamos la formula +c " b ? 5c para 01 +c " 8.8: m ? 8.881: m " 8.881= m6 @gualmente para los dems caudales )ara 'allar el radio 'idrulico 2c se utilizó la siguiente formulaA 2c " +c 4 b B 6-5c para el caudal numero 1 2c " 8.881= m6 4 8.8:m B 6-8.81: @gualmente se para los caudales 0 6 y 03 a pendiente !c se calculó de la siguiente manera S c=
h 2 – h 1 2
∗100
)ara 01 S o=
0.027 – 0.005 2
∗100
" 8.91 7
*e la misma forma se calculan para los caudales 06 y 03
)ara el calculo del coeficiente n i de manning se usó la siguiente formula ni " +c2c643 !o146 4 0
para 01 n " -8.881=m 6-8.816643 -8.8891146 4 8.8889 m34s ni " 8.88>; de la misma forma se calcularon los n para 06 y 03
ANALISIS DE RESULTADOS Haciendo una comparación con coeficiente de manning ya tabulados se pudo ver que el valor que calculamos en la practica es parecido y las diferencias que e(isten se dan debido a que 'ay una especie de fusión de materiales, o sea, el fondo del canal y las paredes estn 'ec'os de materiales diferentes. El numero de manning tabulado es apro(imadamente 8.81= y el calculado en la practica es de 8.81 apro(imadamente. Cuando se 'abla de tirante crítico, debemos decir que este se presenta la mayoría de las veces al final de la descarga, pero tambi%n se puede
tener un tirante crítico en todo el canal. Esto se da porque se presenta un flujo crítico. !obre el flujo uniforme podemos decir que aunque este presente en todo el canal, no siempre vamos a tener el tirante normal en todo el canal, puesto que este necesita una distancia determinada para su ubicación. +l momento de disear un canal este no se puede disear a flujo o tirante critico puesto que cualquier anomalía que se presente en este altera de manera inmediata el canal
CONCLUSIONES •
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!e pudo determinar el coeficiente n manning del canal presente en la universidad de sucre. El coeficiente de &anning varía con el tipo de material del lec'o y con otras circunstancias. os coeficientes de rozamiento son ,en la prctica, independientes del material del canal.
