MECANICA DE FLUIDOS 2
“ENERGIA ESPECIFICA EN CANALES ABIERTOS”
Curso:
Mecánica de Fluidos 2 Alumnos:
Profesor:
Sección:
37F
2!" 1
MECANICA DE FLUIDOS 2
ÍNDICE INTRODUCCION OBJETIVOS CANALES ABIERTOS CALCULOS REALIZADOS GLOSARIO CONCLUCIONES BIBLIOGRAFIA ANEXOS
3 4 5 8 11 12 12 13
2
MECANICA DE FLUIDOS 2
INTRODUCCIÓN El flujo ! "#u" !$ u$ %o$u%&o 'u!! (!) flujo !$ %"$"l "*+!)&o o flujo !$ &u*!),"- E(&"( o( %l"(!( ! flujo( (o$ (+.+l")!( !$ +f!)!$&!( !$ .u%/o( "('!%&o(0 '!)o !(&o( (! +f!)!$%+"$ !$ u$ "('!%&o +.'o)&"$&!El flujo !$ %"$"l "*+!)&o !*! &!$!) u$" (u'!)f+%+! l+*)!0 !$ &"$&o u! !l flujo !$ &u*!)," $o l" &+!$!0 !*+o " u! !$ !(&! %"(o !l "#u" !*! ll!$") %o.'l!&".!$&! !l %o$u%&oL"( %o$+%+o$!( ! flujo !$ %"$"l!( "*+!)&o( (! %o.'l+%"$ 'o) !l /!%/o ! u! l" %o.'o(+%+$ ! l" (u'!)f+%+! l+*)! 'u!! %".*+") %o$ !l &+!.'o %o$ !l !('"%+o0 &".*+$ 'o) !l /!%/o ! u! l" ')ofu$+" ! flujo !l %"u"l l"( '!$+!$&!( !l fo$o !l %"$"l l" (u'!)f+%+! l+*)! (o$ +$&!)!'!$+!$&!(E$ !(&"( l" (!%%+$ &)"$(!)("l !l flujo0 !( f+j" !*+" " u! !(&6 %o.'l!&".!$&! !f+$+" 'o) l" #!o.!&)," !l %o$u%&o- L" (!%%+$ &)"$(!)("l ! u$" &u*!)," 'o) lo #!$!)"l !( %+)%ul")0 !$ &"$&o u! l" ! u$ %"$"l "*+!)&o 'u!! (!) ! %u"lu+!) fo)." !(! %+)%ul") /"(&" l"( fo)."( +))!#ul")!( !$ ),o(- A!.6(0 l" )u#o(+" !$ u$ %"$"l "*+!)&o ")+" %o$ l" 'o(+%+$ ! u$" (u'!)f+%+! l+*)!- 7o) %o$(+#u+!$&! l" (!l!%%+$ ! lo( %o!f+%+!$&!( ! f)+%%+$ +.'l+%" u$" ."o) +$%!)&+u.*)! '")" !l %"(o ! %"$"l!( "*+!)&o( u! '")" !l ! &u*!),"(0 !$ #!$!)"l0 !l &)"&".+!$&o !l flujo !$ %"$"l!( "*+!)&o( !( .6( u! !l %o))!('o$+!$&! " flujo !$ &u*!),"(- El flujo !$ u$ %o$u%&o %!))"o $o !( $!%!(")+".!$&! flujo !$ &u*!),"( (+ &+!$! u$" (u'!)f+%+! l+*)!0 'u!! %l"(+f+%")(! %o.o flujo !$ %"$"l "*+!)&o-
3
MECANICA DE FLUIDOS 2
OBJETIVOS
•
•
•
•
•
E'!)+.!$&") ! fo)." ')!(!$%+"l !l flujo !$ %"$"l!( "*+!)&o(V")+") !l %"u"l l" '!$+!$&! '")" "(, 'o!) /"ll") lo( +f!)!$&!( &+)"$&!( 9"%!) u(o ! l"( fo).ul"( !$(!:""( !$ %l"(! '")" /"ll") l" %u)" ! !$!)#," !('!%+f+%"Co.')o*") " &!o)," )!l"%+o$"" %o$ !l %o$%!'&o ! E$!)#," E('!%+f+%"0 "$"l+;"$o !l flujo (o*)! !l %"$"l )!%&"$#ul") !l l"*o)"&o)+o ! 9+)6ul+%" ! $u!(&)" u$+!)(+"D+*uj") %o.'")") l"( +f!)!$&!( %u)"( ! !$!)#,"( !('!%,f+%"(-
4
MECANICA DE FLUIDOS 2
CANALES ABIERTOS
•
DEFINICION: E( u$ %o$u%&o !$ !l u! !l l,u+o flu! %o$ u$" (u'!)f+%+! (o.!&+" " l" ')!(+$ "&.o(f)+%"El flujo (! o)+#+$" 'o) l" '!$+!$&! !l %"$"l ! l" (u'!)f+%+! !l l,u+oL" (olu%+$ !"%&" ! lo( ')o*l!."( ! flujo !( +f,%+l !'!$! ! "&o( !'!)+.!$&"l!( u! !*!$ %u.'l+) u$" ".'l+" #"." ! %o$+%+o$!(-
CLASES: U$ %"$"l "*+!)&o !( u$ %o$u%&o !$ !l %u"l !l "#u"0 flu! %o$ u$" (u'!)f+%+! l+*)!- D! "%u!)o %o$ (u o)+#!$ u$ %"$"l 'u!! (!) $"&u)"l o ")&+f+%+"l-
-
Naturales: I$flu!$ &oo( lo( &+'o( ! "#u" u! !+(&!$ ! ."$!)" $"&u)"l !$ l" &+!))"0 lo %u"l!( "),"$ !$ &".":o !(! '!u!:o( "))ou!lo( !$ ;o$"( .o$&":o("( /"(&" u!*)""(0 "))oo(0 ),o( '!u!:o( #)"$!(0 !(&u")+o( ! .")!"(- L"( %o))+!$&!( (u*&!))6$!"( u! &)"$('o)&"$ "#u" %o$ u$" (u'!)f+%+! l+*)! &".*+$ (o$ %o$(+!)""( %o.o %"$"l!( "*+!)&o( $"&u)"l!(L"( ')o'+!"!( /+)6ul+%"( ! u$ %"$"l $"&u)"l 'o) lo #!$!)"l (o$ .u +))!#ul")!(- E$ "l#u$o( %"(o( 'u!!$ /"%!)(! (u'o(+%+o$!( !.',)+%"( )";o$"*l!.!$&! %o$(+(&!$&!( !$ l"( o*(!)"%+o$!( !'!)+!$%+"( )!"l!(0 ! &"l .oo u! l"( %o$+%+o$!( ! flujo !$ !(&o( %"$"l!( (! u!l"$ ."$!j"*l!( .!+"$&! &)"&".+!$&o "$"l,&+%o ! l" /+)6ul+%" &!)+%"-
-
Artificiales: So$ "u!llo( %o$(&)u+o( o !("))oll"o( .!+"$&! !l !(fu!);o /u."$o< %"$"l!( ! $"!#"%+$0 %"$"l!( ! %!$&)"l!( /+)o!l%&)+%"(0 %"$"l!( %"$"l!&"( ! +))+#"%+$0 %u$!&"( ! )!$"j!0 !)&!!)o(0 %"$"l!( ! !(*o)!0 %"$"l!&"( ! ."!)"0 %u$!&"( " lo l")#o ! %"))!&!)"( !&% A(, %o.o %"$"l!( ! .o!lo( ! l"*o)"&o)+o %o$ ')o'(+&o( !'!)+.!$&"l!( l"( ')o'+!"!( /+)6ul+%"( ! !(&o( %"$"l!( 'u!!$ (!) %o$&)ol""( /"(&" u$ $+!l !(!"o o +(!:""( '")" %u.'l+) u$o( )!u+(+&o( !&!).+$"o(L" "'l+%"%+$ ! l"( &!o),"( /+)6ul+%"( " %"$"l!( ")&+f+%+"l!( ')ou%+)6$0 'o) &"$&o0 )!(ul&"o( *"(&"$&!( (+.+l")!( " l"( %o$+%+o$!( )!"l!( 0 'o) %o$(+#u+!$&!0 (o$ )";o$"*l!.!$&! !"%&o( 5 '")" ')o'(+&o( ')6%&+%o( ! +(!:o(-
MECANICA DE FLUIDOS 2
•
EO!ETRIA DEL CANAL: U$ %"$"l %o$ u$" (!%%+$ &)"$(!)("l +$")+"*l! u$" '!$+!$&! ! fo$o %o$(&"$&! (! %o$o%! %o.o %"$"l ')+(.6&+%o- D! o&)" ."$!)"0 !l %"$"l !( $o ')+(.6&+%o= u$ !j!.'lo !( u$ !)&!!)o ! "$%/o ")+"*l! "l+$!".+!$&o %u)o- Al .!$o( u! (! +$+u! !('!%,f+%".!$&! lo( %"$"l!( !(%)+&o( (o$ ')+(.6&+%o(-
-
Tra"eci#: E( l" fo)." ."( %o.>$ '")" %"$"l!( %o$ *"$%"( !$ &+!))" (+$ )!%u*)+.+!$&o0 !*+o " u! ')o!!$ l"( '!$+!$&!( $!%!(")+"( '")" l" !(&"*+l+"-
-
Rect$%&ul# ' Tri$%&ul#: So$ %"(o( !('!%+"l!( !l &)"'!%+o- D!*+o " u! !l )!%&6$#ulo &+!$! l"o( !)&+%"l!(0 'o) lo #!$!)"l (! u&+l+;" '")" %"$"l!( %o$(&)u+o( '")" ."&!)+"l!( !(&"*l!(0 %o.o .".'o(&!),"0 )o%"0 .!&"l o ."!)"--
-
C(rcul#: E( l" (!%%+$ .6( %o.>$ '")" "l%"$&")+ll"o( "l%"$&")+ll"( ! &".":o '!u!:o .!+"$o-
LOS ELE!ENTOS EO!ETRICOS DE UNA SECCION DE UN CANAL: Lo( !l!.!$&o( #!o.&)+%o( (o$ ')o'+!"!( ! u$" (!%%+$ ! %"$"l u! 'u!!$ (!) !f+$+o( 'o) %o.'l!&o 'o) l" #!o.!&)," ! l" (!%%+$ l" ')ofu$+" !l flujo- E(&o( !l!.!$&o( (o$ .u +.'o)&"$&!( (! u&+l+;"$ %o$ l" ".'l+&u !l flujo-
6
MECANICA DE FLUIDOS 2
•
)RINCI)IOS DE ENERIA * !O!E!TU!: -
E%er&(a +el flu,# e% ca%ales aiert#s< E$ /+)6ul+%" (! ("*! u! l" !$!)#," &o&"l !l "#u" !$ .!&)o(? @+lo#)".o( 'o) @+lo#)".o( ! %u"lu+!) l,$!" ! %o))+!$&! u! '"(" " &)"( ! u$" (!%%+$ ! %"$"l 'u!! !')!(")(! %o.o l" "l&u)" &o&"l !$ '+!( ! "#u"0 u! !( +#u"l " l" (u." ! l" !l!"%+$ 'o) !$%+." !l $+!l ! )!f!)!$%+"0 l" "l&u)" ! ')!(+$ l" "l&u)" ! !lo%+"-
-
E%er&(a Es"ec(fica: E$ u$" (!%%+$ ! %"$"l (! !f+$! %o.o l" !$!)#," ! "#u" !$ %u"lu+!) (!%%+$ ! u$ %"$"l .!+" %o$ )!('!%&o "l fo$o ! !(&!7
MECANICA DE FLUIDOS 2
Cu)" ! !$!)#," !('!%+f+%"<
CACULOS REALI.ADOS
Pendiente (S)
Q1 = 0.00975 m3/s Tirante Altura del normal (d) Vertedor (m)
0
0.211
0.182
0.25
0.199
0.182
0.5
0.189
0.182
0.75
0.177
0.182
1
0.169
0.182
0.165 8
0.182
1.25
MECANICA DE FLUIDOS 2
TIA!T" (m) 0.1#7 0.115 0.105 0.0915 0.0*55 0.0*15
A"A (m#)
V"$%&I'A' (m/s)
". &I!"TI&A
0.013
0.731
0.02725
0.012
0.807
0.03323
0.011
0.889
0.04024
0.010
1.015
0.05249
0.009
1.086
0.06012
0.009
1.139
0.06616
TIRANTE CRITICO /+c0
". "SP"&II&A 0.15 0.1* 0.15 0.1 0.1+ 0.1*
121345 6
Q1 0.14 0.12 0.1 0.08
TIA!T"
0.06 0.04 0.02 0 0.142
0.144
0.146
0.148
0.150
"!",IA "SP"&II&A
9
0.152
0.154
0.156
MECANICA DE FLUIDOS 2
Pendiente (S)
TIA!T" (m) 0.1# 0.11 0.099 0.0** 0.0* 0.079
Q# = 0.09#1 m3/S Tirante Altura del normal (d) Vertedor (m)
0
0.208
0.178
0.25
0.198
0.178
0.5
0.183
0.178
0.75
0.172
0.178
1
0.168
0.178
1.25
0.163
0.178
A"A (m#)
V"$%&I'A' (m/s)
". &I!"TI&A
0.013
0.707
0.02550
0.012
0.769
0.03017
0.010
0.886
0.04001
0.009
0.997
0.05064
0.009
1.044
0.05558
0.008
1.110
0.06283
TIRANTE CRITICO /+c0
10
1213777 6
". "SP"&II&A 0.150 0.1 0.139 0.139 0.10 0.1#
MECANICA DE FLUIDOS 2
Q3 = 0.00555 m3/s Pendiente (S)
Tirante normal (d)
Altura del ertedor (m)
0
0.1685
0.145
0.25
0.1565
0.145
0.5
0.1495
0.145
0.75
0.1428
0.145
1
0.1392
0.145
1.25
0.134
0.145
4.5
0.1175
0.145
Q# 0.14 0.12 0.1 0.08
Tirante
0.06 0.04 0.02 0 0.138
0.140
0.142
0.144
0.146
ener-ia e seia
11
0.148
0.150
0.152
MECANICA DE FLUIDOS 2
TIA!T" (m) 0.0*5 0.07#5 0.0+55 0.05** 0.055# 0.05 0.0335
A"A (m#)
V"$%&I'A' (m/s)
". &I!"TI&A
0.009
0.626
0.01994
0.008
0.729
0.02709
0.007
0.807
0.03319
0.006
0.899
0.04119
0.006
0.958
0.04673
0.005
1.057
0.05696
0.004
1.578
0.12689
TIRANTE CRITICO /+c0
1211845 6
Q3 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05
Tirante
0.04 0.03 0.02 0.01 0 0.080
0.100
0.120
0.140
0.160
ener-ia e seia
12
0.180
". "SP"&II&A 0.10 0.100 0.099 0.100 0.10# 0.107 0.1+0
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LOSARIO
Flu,#: !( !l !('l";".+!$&o !l "#u"-
A&ua: l+u+o ! %o.'o(+%+$ 92O-
Visc#si+a+: R!(+(&!$%+" u! of)!%! u$ flu+o "l .o+.+!$&o )!l"&+o ! (u( .ol%ul"(-
Cu%etas: Z"$j" !$ lo( l"o( ! u$ %".+$o0 '")" )!%+*+) l"( "#u"( llo!+;"(-
Ca%aleta: %o$u%&o u! )!%+*! +!)&! !l "#u" ! lo( &!j"o(-
)resi9%: Fu!);" !j!)%+" (o*)! l" u$+" ! (u'!)f+%+! ! u$ %u!)'o 'o) u$ #"(0 u$ l,u+o o u$ (l+o
C#%e;#: u! &+!$!0 )!('!%&o !l u! .+)"0 l" (u'!)f+%+! .6( ')o.+$!$&! !$ !l .!+o u! !$ lo( !&)!.o(-
Terra"l<%: D!($+!l !$ !l &!))!$o %o$ u$" %+!)&" '!$+!$&!-
Se=uias: T+!.'o (!%o ! l")#" u)"%+$-
13
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CONCLUSIONES
E$ lo( %6l%ulo( )!"l+;"o(0 'o!.o( o*(!)") u! &o"( lo( &+)"$&!( (o$ (u*%)+&+%o( " u! !$ !l !$("o )!"l+;"o !$ !l l"*o)"&o)+o (olo (! u( '!$+!$&!( .!$o)!( " 1-257")" 'o!) %o.'l!&") l" %u)" ! E$!)#," E('!%+f+%"0 'o),".o( "u.!$&") l"( '!$+!$&!( '")" "(, lo#)") flujo( (u'!)%),&+%o(0 '!)o !l %"$"l !l l"*o)"&o)+o $o '!).+&! )!"l+;")loU$" /+'&!(+( u! (! (o(&+!$! !( u! l" %u)" ! %"l+*)"%+$ !l !)&!o) (!" !))$!"O&)" /+'&!(+( (!)+" !l ."l %6l%ulo ! lo( &+)"$&!( !$ !l l"*o)"&o)+oCo$ "u" 9 C"$"l!( 'u+.o( %o.')o*") u! l" %u)" ! E$!)#," E('!%+f+%" $o 'u!! (!) %o.'l!&""•
E$ !l +(!:o ! %o$u%&o( "*+!)&o( %o.o (o$ lo( %"$"l!( !( +.'o)&"$&! !f+$+) l" !$!)#," !('!%,f+%" u! ')!(!$&" !l flujo !$ u$" !&!).+$"" 14
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(!%%+$0 " u! !(&o $o( '!).+&! !f+$+) l" %"'"%+" '")" !("))oll") u$ &)"*"jo0 "(, .+(.o l" !&!).+$"%+$ !l &+)"$&! %),&+%o•
7")" %"" &+'o ! '!$+!$&! ")+" !l &+)"$&!0 'o) lo %u"l o*&u+.o( &)!( %"u"l!( +f!)!$&!(-
BIBLIORAFIA
/&&'<-*+#+&"l-u$"l-!u-%o123233532-2HH5-7") &!2H-'f
/&&'<-f+$#-!u-u+.f+"+.f+"!*(+&!(!f"ul&f+l!(T!o2 1H*-'f
/&&'</+)"ul+%"-u.+%/-.l"*o)"&o)+o+."#!(."$'f5o5 '3-'f
/&&'<")&!.+("-u$+%"u%"-!u-%oK/ul+%"8!$!)#+"!('!%+f+ %"-'f
ANE>OS
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