flujo gradualmente variado
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1FLUJO GRADUALMENTE VARIADO
I. OBJETIVOS
Determinar por el método de medición directa en el canal de laboratorio
perfiles de flujo gradualmente variado.
Verificar analíticamente las observaciones del laboratorio a través de la
ecuación dinámica de flujo gradualmente variado.
II. PROCEDIMIENTO
Fijar en una pendiente determinada So conocida el canal del laboratorio.
Transitar agua por el canal y determinar el caudal de trabajo.
Medir el tirante de agua en el canal, el cual representa el tirante normal.
En una posición más significativa, donde se nota el perfil del flujo
gradualmente variado, tomar medidas cada 10 cm de tirante de agua desde
aguas arriba hacia aguas abajo.
III. MARCO TEORICO
2FLUJO GRADUALMENTE VARIADO
IV. RESULTADOS
Datos hidráulicos.
V 1.534 m/sb 0.25 m/sS 0.04 -Q 0.02301 m3/sn 0.011 -Yc 0.0952 mYn 0.1072 mSc 0.0055 -
3FLUJO GRADUALMENTE VARIADO
Medidas de los tirantes
ΔXy1 (cm) 17y2 (cm) 18.5 20y3(cm) 19.3 40y4(cm) 20.3 60y5(cm) 21 80y6(cm) 22 100y7 (cm) 23 120y8 (cm) 24 140y9(cm) 25.3 160
y10(cm) 26.3 180y11 (cm) 27.3 200y12 (cm) 28 220
Tabla N° 1: Datos experimentales
GRAFICO1: perfil de flujo Y vs ΔX (Laboratorio)
0501001502002500
5
10
15
20
25
30
f(x) = 0.0491363636363636 x + 17.2854545454546R² = 0.997150780783343
PERFIL DE FLUJO
PERFIL DE FLUJOLinear (PERFIL DE FLUJO)
X(m)
Y(m
)
4FLUJO GRADUALMENTE VARIADO
CALCULO METODO INTEGRACION GRAFICA
Y A T R V S1 N1 D1 F(y) ΔX X0.17 0.0425 0.25 0.072 0.541 0.001100 0.824 0.039 21.234 0.0000.181 0.04525 0.25 0.073 0.508 0.001000 0.854 0.039 21.911 0.237 0.2370.192 0.048 0.25 0.0757 0.479 0.000800 0.877 0.039 22.43 0.243 0.480.203 0.05 0.25 0.077 0.453 0.000750 0.896 0.039 22.85 0.249 0.730.214 0.0535 0.25 0.078 0.43 0.000660 0.911 0.039 23.18 0.253 0.9830.225 0.056 0.25 0.0803 0.409 0.000580 0.924 0.039 23.446 0.256 1.230.236 0.059 0.25 0.0817 0.39 0.000520 0.934 0.040 23.664 0.259 1.490.247 0.061 0.25 0.082 0.37 0.000460 0.942 0.040 23.844 0.261 1.760.258 0.0645 0.25 0.084 0.35 0.000410 0.949 0.040 23.993 0.263 2.0230.269 0.067 0.25 0.085 0.34 0.000370 0.955 0.040 24.118 0.264 2.2880.28 0.07 0.25 0.086 0.33 0.000340 0.96 0.040 24.223 0.265 2.553
Tabla N°2: Método integración gráfica.
GRAFICO 2: Perfil de flujo Y vs ΔX (Calculados por integración grafica)
00.511.522.530
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
f(x) = 0.0426456233518909 x + 0.17175565383277R² = 0.999740290908872
PERFIL DE FLUJO
PERFIL DE FLUJOLinear (PERFIL DE FLUJO)
X(m)
Y(m
)
5FLUJO GRADUALMENTE VARIADO
V. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Estamos frente a un perfil del tipo M1, ya que el Yc =0.0952m es mucho
menor al Yn=0.1072m y los tirantes van en aumento, (según tablas de
Máximo Villon).
Los tirantes calculados analíticamente se asemejan a los tirantes medidos
experimentalmente, tal y como se observan en la tabla N°1 y N°2.
Con respecto a la longitud de los tramos en el ensayo se tomo cada 20 cm
resultando una longitud total de 220 cm (tabla N°1), sin embargo al realizar
los cálculos analíticos mediante Integración Grafica, se obtuvo una longitud
total de 255.3 cm. (Tabla N°2).
VI. CONCLUSIONES
Debido a la falta de inestabilidad de los instrumentos de medición, por la
rapidez del flujo, los datos medidos en el laboratorio no fueron exactos,
aunque cabe señalar que se acercan en gran medida a los datos calculados
analíticamente.