Estudio de La Energía Específica en Canales Rectangulares

7/26/2019 Estudio de La Energa Especfica en Canales Rectangulares

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Universidad Nacional Mayor de San Marcos

1. INTRODUCCIN

La conduccin que transorta una corriente l!quida con arte de su suer"icie en contacto con laat#s"era se deno#ina conduccin a$ierta% canal a$ierto% canal% si#le#ente corriente consuer"icie li$re.&l e'e (idr)ulico es sie#re descendiente. &l #ovi#iento del "luido se de$e "unda#ental#ente a la

endiente del cauce. Las "uer*as de tensin suer"icial son desrecia$les dadas las di#ensiones delcauce% y las "uer*as de viscosidad ta#$i+n uesto que el co#orta#iento ser) (idrodin)#ica#enteru,oso.Las conducciones a$iertas ueden ser naturales o arti"iciales% en nuestro caso ser) canal arti"icialrectan,ular.

&n el dise-o de conductos a$iertos co#o son los canales es i#ortante de"inir la ener,!aesec!"ica que resenta el "lu'o en una deter#inada seccin% ya que esto nos er#ite de"inirla caacidad ara desarrollar un tra$a'o% as! #is#o la deter#inacin del tirante cr!tico tieneuna alicacin directa en la de"inicin del tio de r+,i#en que resenta un deter#inadoescurri#iento% ya que si el tirante con que "luye un deter#inado caudal es #enor que el

tirante cr!tico% se sa$e que el escurri#iento es en r+,i#en suercr!tico r)ido/ y si es #ayorque el cr!tico entonces el escurri#iento es en r+,i#en su$cr!tico lento/.

0. RINCIIOS T&RICOS

&N&R234 &N C4N4L&S 45I&RTOS

&n (idr)ulica se sa$e que la ener,!a total d el a,ua en #etros67ilo,ra#os or 7ilo,ra#os decualquier l!nea de corriente que asa a trav+s de una seccin de canal uede e8resarse co#o laaltura total en ies de a,ua% que es i,ual a la su#a de la elevacin or enci#a del nivel dere"erencia% la altura de resin y la altura de velocidad.

&ner,!a de un "lu'o ,radual#ente variado en canales a$iertos.

Descricin de la curva de ener,!a esec!"ica

La curva de ener,!a esec!"ica tiene "or#a de una ar)$ola que a$re (acia la derec(a. La re,insu$cr!tica tiende asinttica#ente a una recta de 9:;. Las curvas de ener,!a esec!"ica son ro$le#as de continuidad% de elevaciones o resiones del "ondo de

La$oratorio de (idr)ulica ? &.4.. I.M.@. 0A1B


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un canal% o de contracciones. Se uede o$servar que con e8cecin de la ro"undidad cr!tica% aracada valor de ener,!a corresonden dos valores de ro"undidad% una su$cr!tica #ayor que laro"undidad cr!tica/ y una suercr!tica or de$a'o de la ro"undidad cr!tica/. 4 #edida que elcaudal au#enta% la curva se desla*a (acia la derec(a.

Curva de &ner,!a vs Tirante/@i,ura NA1

ro"undidad cr!tica y ener,!a cr!ticaLa ener,!a cr!tica es la ener,!a #!ni#a que uede tener la l)#ina de a,ua ara ser caa* detransortar el caudal que dio ori,en a la curva. La ro"undidad cr!tica es la ro"undidad que

corresonde a ese valor de ener,!a. &n la ro"undidad cr!tica% el n


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ara la e8eriencia usa#os a,ua ota$le/@i,ura NA0

@luorencina

ara to#ar de "or#a correcta las #edidas usa#os "luorencina/@i,ura NA=

Ferra#ientasLi#n!#etro

Li#n!#etro #et)lico del canal de endiente varia$le/@i,ura NA9

Re,la

Re,la #et)lica de =A c#/@i,ura NA:



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&quiosCanal de endiente aria$le

Canal de endiente varia$le/@i,ura NAB

:. ROC&DIMI&NTO &H&RIM&NT4L &ncender la $o#$a del canal de endiente variado. De'ar circular el a,ua en el canal. Colocar un o$st)culo ara que el "lu'o de a,ua ase de ser su$c6r!tico a suer6cr!tico. Marcar el cristal del canal con lu#n% #ientras el "lu'o sea uni"or#e cada :c# % y or el

o$st)culo cada A.: c# % lue,o de ello nueva#ente cada :c# #ientras sea uni"or#e. Medir las cotas suerior e in"erior en cada unto #arcado.B. TOM4 D& D4TOS


Paso {cm} Z superior Z inferior2.0000 30.3000 17.90002.0000 30.4000 17.90002.0000 30.5000 17.90002.0000 30.5000 17.90002.0000 30.4500 17.90002.0000 30.4000 17.90002.0000 30.4500 17.90002.0000 30.4500 17.90002.0000 30.4000 17.90002.0000 30.4500 17.90002.0000 30.4500 17.90002.0000 30.4500 17.90002.0000 30.4500 17.90002.0000 30.5000 17.90002.0000 30.4000 17.90002.0000 30.3000 17.90002.0000 30.3000 17.90002.0000 30.2500 17.90002.0000 30.2000 17.9000

2.0000 30.2000 17.9000


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. CJLCULOS E R&SULT4DOS


2.0000 30.1500 17.90000.5000 30.1000 18.1000

0.5000 30.1000 19.50000.5000 30.0000 20.45000.5000 29.9000 21.35000.5000 29.8000 22.85000.5000 29.9000 23.60000.5000 29.7500 24.25000.5000 29.5000 25.10000.5000 29.4500 25.95000.5000 29.2000 25.95000.5000 29.1500 25.55000.5000 28.9000 25.3000

0.5000 28.4500 24.90000.5000 28.1000 24.50000.5000 27.7500 24.25000.5000 27.6000 23.90000.5000 27.3000 23.90000.5000 26.8500 23.70000.5000 26.5000 23.45000.5000 23.6000 23.20000.5000 23.0000 21.50000.5000 22.2000 21.10000.5000 20.2000 20.0000

0.5000 19.6000 18.30000.5000 19.5000 17.90002.0000 19.4000 17.90002.0000 19.4000 17.90002.0000 19.4000 17.9000

X {cm} Y {cm} B {cm} {cm!} " {cm#s} $ {cm}2 12.4000 10.7500 133.3000 1.8680 29.51502

4.00 12.5000 10.7500 134.3750 1.8530 29.342276.00 12.6000 10.7500 135.4500 1.8383 29.176008.00 12.6000 10.7500 135.4500 1.8383 29.17600

10.00 12.5500 10.7500 134.9125 1.8456 29.2583412.00 12.5000 10.7500 134.3750 1.8530 29.3422714.00 12.5500 10.7500 134.9125 1.8456 29.2583416.00 12.5500 10.7500 134.9125 1.8456 29.2583418.00 12.5000 10.7500 134.3750 1.8530 29.3422720.00 12.5500 10.7500 134.9125 1.8456 29.2583422.00 12.5500 10.7500 134.9125 1.8456 29.2583424.00 12.5500 10.7500 134.9125 1.8456 29.25834

26.00 12.5500 10.7500 134.9125 1.8456 29.2583428.00 12.6000 10.7500 135.4500 1.8383 29.1760030.00 12.5000 10.7500 134.3750 1.8530 29.34227


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K. INT&RR&T4CIN D& R&SULT4DOS


32.00 12.4000 10.7500 133.3000 1.8680 29.5150234.00 12.4000 10.7500 133.3000 1.8680 29.5150236.00 12.3500 10.7500 132.7625 1.8755 29.6038838.00 12.3000 10.7500 132.2250 1.8832 29.69444

40.00 12.3000 10.7500 132.2250 1.8832 29.6944442.00 12.2500 10.7500 131.6875 1.8908 29.7867342.50 12.0000 10.7500 129.0000 1.9302 30.2750443.00 10.6000 10.7500 113.9500 2.1852 34.0211943.50 9.5500 10.7500 102.6625 2.4254 38.4045344.00 8.5500 10.7500 91.9125 2.7091 44.5488444.50 6.9500 10.7500 74.7125 3.3328 61.4317645.00 6.3000 10.7500 67.7250 3.6766 72.6039945.50 5.5000 10.7500 59.1250 4.2114 92.4952246.00 4.4000 10.7500 47.3000 5.2643 140.3300346.50 3.5000 10.7500 37.6250 6.6179 218.32493

47.00 3.2500 10.7500 34.9375 7.1270 252.3960847.50 3.6000 10.7500 38.7000 6.4341 206.6559848.00 3.6000 10.7500 38.7000 6.4341 206.6559848.50 3.5500 10.7500 38.1625 6.5247 212.3661449.00 3.6000 10.7500 38.7000 6.4341 206.6559849.50 3.5000 10.7500 37.6250 6.6179 218.3249350.00 3.7000 10.7500 39.7750 6.2602 195.9283050.50 3.4000 10.7500 36.5500 6.8126 231.0475351.00 3.1500 10.7500 33.8625 7.3533 268.3659751.50 3.0500 10.7500 32.7875 7.5944 285.9422852.00 0.4000 10.7500 4.3000 57.9070 16447.93407

52.50 1.5000 10.7500 16.1250 15.4419 1171.1024253.00 1.1000 10.7500 11.8250 21.0571 2175.9805453.50 0.2000 10.7500 2.1500 115.8140 65790.3362954.00 1.3000 10.7500 13.9750 17.8175 1558.4629954.50 1.6000 10.7500 17.2000 14.4767 1029.5708856.50 1.5000 10.7500 16.1250 15.4419 1171.1024258.50 1.5000 10.7500 16.1250 15.4419 1171.1024260.50 1.5000 10.7500 16.1250 15.4419 1171.10242

%r &ipo 'e (u)o0.16937 *u+cr,-ico0.16734 *u+cr,-ico0.16535 *u+cr,-ico0.16535 *u+cr,-ico0.16634 *u+cr,-ico0.16734 *u+cr,-ico0.16634 *u+cr,-ico0.16634 *u+cr,-ico0.16734 *u+cr,-ico

0.16634 *u+cr,-ico0.16634 *u+cr,-ico0.16634 *u+cr,-ico


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11. CONCLUSION&S

2r)"ica de la &ner,!a vs Tirante/

@i,ura NA


0.16634 *u+cr,-ico0.16535 *u+cr,-ico0.16734 *u+cr,-ico0.16937 *u+cr,-ico0.16937 *u+cr,-ico0.17039 *u+cr,-ico

0.17143 *u+cr,-ico0.17143 *u+cr,-ico0.17249 *u+cr,-ico0.17790 *u+cr,-ico0.21429 *u+cr,-ico0.25058 *u+cr,-ico0.29581 *u+cr,-ico0.40363 *u+cr,-ico0.46768 *u+cr,-ico0.57334 *u+cr,-ico0.80127 *u+cr,-ico

1.12942 *upercr,-ico1.26221 *upercr,-ico1.08269 *upercr,-ico1.08269 *upercr,-ico1.10564 *upercr,-ico1.08269 *upercr,-ico1.12942 *upercr,-ico1.03909 *upercr,-ico1.17961 *upercr,-ico1.32279 *upercr,-ico1.38837 *upercr,-ico

29.23253 *upercr,-ico4.02550 *upercr,-ico6.41014 *upercr,-ico

82.68208 *upercr,-ico4.98932 *upercr,-ico3.65407 *upercr,-ico4.02550 *upercr,-ico4.02550 *upercr,-ico4.02550 *upercr,-ico

0 10 20 30 40 50 60 70

0.0000

10.0000

20.0000

Longitud vs Tirante

Columna E

Longitud

Tirante


8/8


2r)"ica de la &ner,!a s Tirante uesta enci#a de la "oto,ra"!a lateral de la e8eriencia/@!,ura NA

@oto,ra"!a de la e8eriencia/@i,ura NAK

2r)"ica de & vs E/@i,ura N1A

La ,r)"ica de ener,!a versus tirante tuvo errores en la escala y no "ue osi$le ur,arlos.10. R&COM&ND4CION&S ur,ar los datos y volver a (acer la e8eriencia. ro$ar la e8eriencia con di"erentes o$st)culos con otras ,eo#etr!a.

Reetir la e8eriencia ara to#ar #e'or los datos.


0.00000 500.00000 1000.00000 1500.00000 2000.00000

Energa vs Tirante

{m} {m}

evsy

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