LABORATORIO DE HIDRAULICA DE CANALES ABIERTOS INFORME DE PRACTICA Nº 5 ALUMNO: Piero Sánchez Pacora CÓDIGO: 20125558
HORARIO: 701
TEMA: Obstrucciones y Distribución de Velocidades
JEFE DE PRÁCTICA: C Acuña FECHA DE REALIZACIÓN: 22/11/15 CALIFICACIÓN: ITEM PRUEBA DE ENTRADA TRABAJO Y PARTICIPACIÓN INFORME DE LABORATORIO NOTA DE LABORATORIO
FIRMA DEL JEFE DE PRACTICA:
PUNTOS
1. Introducción 1.1. Objetivos: - Obstrucciones- Pilares Hallar el valor de F3l, así como el porcentaje de recuperación de energía para varios caudales Generar y analizar el grafico Qvse para ambos caudales - Distribución de velocidades Calcular el caudal del canal a través del correntómetro Determinar la distribución de velocidades a lo largo del eje central Calcular la velocidad media del flujo 1.2. Aplicaciones Prácticas en la ingeniería - Obstrucciones – Pilares Las obstrucciones más comunes son los pilares de puentes, rejas, pilares, estribos en la parte superior de los vertederos de desborde, etc. Además, se debe analizar si es que el flujo que pasa a través de la obstrucción es subcrítica o supercrítica con ayuda de la ecuación de energía y suponiendo que el flujo en la sección 2 del canal (en la posición del pilar) es crítico. - Distribución de Velocidades El correntómetro es un instrumento apto a medir la velocidad de corrientes en el mar, en los ríos, arroyos, estuarios, puertos, modelos físicos en laboratorio, etc.. Existen algunos modelos que además registran su dirección, profundidad e inclinación respecto de la vertical, temperatura de agua de mar, presión y conductividad. Su modalidad de registro puede ser papeleta inscriptora, cinta magnética o memoria de estado sólido. 2. Metodología y datos: 2.1. Fundamento Teórico: - Obstrucciones- pilares Una obstrucción producida por un pilar en el medio de un canal abierto produce un fenómeno muy similar al de una contracción, ya que en ambos casos se reduce la sección transversal por donde debe pasar el f lujo. Sin embargo, la obstrucción producida por un pilar en el medio de un canal abierto se diferencia en la obstrucción creada por una construcción en el hecho que la construcción creía una abertura simple, mientras que la obstrucción una abertura doble, como mínimo. Por lo tanto, el grado de contracción ofrecido por la construcción es mayor al de una obstrucción.
Por continuidad:
-
-
-
Qreal lps
y3 cm 20 40
Distribución de velocidades: El correntómetro es un instrumento que mide la velocidad en un punto dado del curso del agua, mediante las vueltas que da una hélice sujeta a este. Es de fácil manejo. La velocidad media debería ser la que se encuentra a 0.6h desde la superficie y también debe cumplirse lo siguiente:
2.2. Procedimiento Obstrucciones- Pilares o Instalar el pilar en el canal Encender la bomba y trabajar con un caudal determinado o Con la ayuda de limnimetros se tomara 6 lecturas en los puntos de la o sección cóncava Además se medirá el tirante aguas arriba o o Se repetirá el procedimiento para otros caudales Distribución de velocidades o Previamente se deberá verificar que el correntómetro se encuentre en buen estado y abatir la compuerta que se encuentra al final del canal o Tomar las lecturas del caudal real y del tirante h Calcula las velocidades de 0.05h, 0.2h, 0.4h,0.6h, 0.8h y 0.95h. o o Repetir el procedimiento para otro caudal
2.3. Descripción de los datos: Obstrucciones- Pilares
Ancho de pilar cm 8.78 6.9 12.69 6.9
y´1 cm 15.47 19.69
y´2 cm 14.68 18.71
y´3 cm 13.31 16.83
y´4 cm 12.9 16.85
y´5 cm 14.49 18.68
Solo se pudo trabajar con un tipo de pilar Muchos de los datos varían en gran medida. Esto se debió a errores de cada grupo. Pudo deberse al mal uso de limnimetros.
y´6 cm 15.05 19.43
-
Distribución de Velocidades V m/s 0.52 0.53 0.51 0.5 0.5 0.5
PUNTO 3.01 4.66 9.32 13.97 18.63 19.89
A m2 0.009 0.019 0.019 0.019 0.019 0.009
3. Resultados y discusión de resultados - Obstrucciones Q 20 30 40 50
A2 V2 y2 E2 y3 476.102125 0.42007794 0.1438375 0.15283166 281.681 1.06503456 0.0851 0.14291339 610.61225 0.655080208 0.184475 0.20634707 396.3725 1.261439681 0.11975 0.20085245
F2 0.38004637 1.25268447 0.5233214 1.25075285
F3 0.06136118 0.06727998 0.07062737 0.0733405
σ
0.77 0.77 0.77 0.77
F3L 1.55905085 1.56387103 2.56387103 1.56602785
0.06
0.0878 0.1082 0.1269 0.1436
v3 0.56947608 0.69316081 0.78802206 0.87047354
E3 ε 0.10432921 0.6826413 0.13268888 0.92845666 0.15855029 0.76836706 0.18221999 0.90723309
Tipo de flujo SUBCRÍTICO SUBCRÍTICO SUBCRÍTICO SUBCRÍTICO
Qvε
0.05 ) 0.04 s / 3 m ( l 0.03 a d u a C0.02
0.01 0 0.060
0.065
0.070
0.075
0.080
0.085
0.090
0.095
Coeficiente de recuperación
Se puede apreciar que parte de los resultados son muy variados. Esto podría deberse a que los datos tomados por el otro grupo diferían a los esperados. Como se esperaba La energía aguas abajo es menor con respecto a la Sección 2
0.100
Todos los flujos trabajados fueron subcriticos Al solo trabajar con un tipo de pilar no se pudo realizar una comparación exhaustiva -
Distribución de velocidades
V m/s 3.01 0.52 4.66 0.53 9.32 0.51 13.97 0.5 18.63 0.5 19.89 0.5 Caudal del Correntómetro Caudal del Caudalometro Velocidad Media (Caudalimetro) Velocidad Media = (V0.2+V0.8) Velocidad Media V0.6 PUNTO
Q m3/s 0.005 0.010 0.010 0.009 0.009 0.005 0.048 0.05 0.537 0.515 0.5
Como se puede apreciar la variación de velocidades medias halladas teóricamente no varía mucho respecto al real. Por ello podemos afirmar que el correntómetro es un instrumento de uso valido. 4. Conclusiones y Recomendaciones: 4.1. Conclusiones - Obstrucciones: o En todos los casos el flujo fue subcritco ya que F3 es menor que F3l o Los valores de F3l y los coeficientes de recuperación pertenecen al rango esperado o Es lógico que la energía en la sección 2 sea mayor que en 3. - Distribución de Velocidades o El correntómetro es una herramienta de fácil manejo para determinar las velocidades en diferentes puntos de un flujo o Se comprueba que las velocidades a lo largo del eje no varían mucho, lo cual era de esperarse o Los valores máximos de velocidad se alcanzan a media altura, lo cual era de esperar -
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4.2. Recomendaciones Conseguir un nuevo correntómetro ya que el usado tenía muchos problemas y no había sido calibrado. Organizar mejor los tiempos para las experiencias ya que al agregar la experiencia de distribución de velocidades a último minuto, se tuvo que restar tiempo a la experiencia de pilares, lo cual nos permitió trabajar solamente con un tipo de pilar y no comparar los efectos en ambos. Tener delimitado o marcado lso untos donde se realizaran las mediciones. De esta manera se puede ahorrar tiempo, el cual fue de mucha falta
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Se puede medir las velocidades no solo en sentido vertical, sino también horizontal. De esta manera se podrá apreciar mejro como varia las velocidades no solo en una dimensión.
