7/26/2019 Informe Laboratorio Flujo Rapidamente Variado
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UNIVERSID D NDIN NSTOR CCERES VELSQUEZ PUNO
C RRER PROFESION L INGENIER CIVIL
UNIVERSIDAD ANDINA NESTOR
CACERES VELASQUEZ
C.A.P:INGENIERIA CIVILHIDRULICA DE CANALES Y TUBERAS
TEMA:INFORME: PRACTICA FLUJO
RAPIDAMENTE VARIADO
INTEGRANTES:
LUNA SALAMANCA NANCY YOVANA
ADUVIRI MAQUERA GLADIS YOVANA
MARON COAQUIRA ROYER
HUAILLAPUMA LIMA VIDAL
JUAN CARLOS CATACORA CATACORA
SEMESTRE: V GRUPO: B FECHA DE EXPERIMENTO: 02/06/2016
FECHA DE ENTREGA: 09/06/2016
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1.
Objetivos
Determinar el coeficiente de descarga Cd de dos vetederos libres :uno de pared delgada
Y otro de pared gruesa
2. Introduccin terica
(http://www.fing.edu.uy/imfia/imfiaweb/sites/default/files/Teo6_10_b.pdf)
SOBRE FLUJO RAPIDAMENTE VARIADO.
La principal caracterstica del Flujo Rpidamente Variado (FRV) es que la curvatura de las lneas de
corriente es pronunciada, con lo cual la suposicin de una distribucin hidrosttica de presiones deja de
ser vlida. En ocasiones el cambio en la curvatura puede ser tan abrupto como para romper virtualmente
el perfil de flujo, resultando en un estado de alta turbulencia y perfil de flujo discontinuo. El ejemplo ms
conocido de una situacin como la descripta es el resalto hidrulico.
La restriccin de no poder suponer una distribucin hidrosttica de presiones ha llevado a que no se
puedan aplicar los enfoques desarrollados para los flujos gradualmente variados o uniforme, de forma tal
que los problemas de FRV se han tratado mayormente de forma experimental o sobre la base de
relaciones empricas desarrolladas para un nmero de casos aislados. Usualmente no es posible utilizar
el concepto de valores promedios en la seccin transversal para FRV, dado que es necesario
conocer las distribuciones de velocidad y presin a fin de aplicar correctamente las leyes de
conservacin a volmenes de control. Para simplificar el anlisis en ocasiones se aplican dichas leyes de
conservacin entre secciones seleccionadas lejos de la zona de FRV, con lo cual se puede establecer el
comportamiento del flujo pre y post FRV, pero no exactamente como es el perfil de flujo en ese lugar.
Un tratamiento analtico de FRV puede efectuarse asumiendo fluido perfecto y flujo potencial,
complementado con alguna suposicin respecto a como es la distribucin de velocidades en la vertical.
Las ms usadas son las teoras de Boussinesq, que presume la velocidad vara linealmente en vertical
desde cero en el fondo hasta su mximo en la superficie libre, y la de Fawer, que asume una variacin
exponencial. Las ecuaciones as obtenidas son resueltas numricamente, con mtodos especialmente
adaptados a las particularidades de las ecuaciones resultantes.
Un resumen de las caractersticas de FRV es:
a) La curvatura de las lneas de flujo impide la suposicin de una distribucin hidrosttica de
presiones
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b) La variacin rpida del flujo ocurre en tramos cortos, de forma tal que las prdidas por friccin contra
las fronteras son pequeas y pueden ser despreciadas en un anlisis primario.
c) El FRV en una estructura de transicin tendr sus caractersticas fsicas determinadas por la
geometra de la frontera y el estado del flujo
d) Ante bruscos cambios en la geometra del canal se pueden formar vrtices, remolinos, corrientes
secundarias y zonas de separacin que complican el patrn del flujo. Esto dificulta definir las fronteras
del flujo (que ya no sern las fronteras slidas del canal), as como determinar valores promedios en la
seccin para las variables del flujo.
e) An cuando en situaciones como la anterior sea posible aproximar las distribuciones de velocidades,
los coeficientes y son difciles de cuantificar con exactitud y generalmente notoriamente superioresal valor 1.
En lo siguiente se analizarn estructuras de medicin y/o descarga, donde se sucede FRV, basndose en
el enfoque de internar aplicar ecuaciones globales de balance (fundamentalmente energa) corregidas
mediante coeficientes obtenidos experimentalmente. Se presentarn aplicaciones a vertederos,
compuertas y alcantarillas.
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El caudal que fluye sobre el vertedero puede determinarse como:
= 2 =232[(+) ]
0
Donde:
B= al ancho del vertedero
ho=v2/2g la altura de energa cinetica
=23 2
A su vez es posible determinar un coeficiente de gastos dimensionales Cd como:
=23 2De forma que, sustituyendo en la expresin anterior se tiene:
=
= Procedimiento
El siguiente procedimiento se realizara tanto para el vertedero de pared delgada como para
los vertederos de pared gruesa.
Medir el ancho del canal
Nivelar el canal hasta ubicarlo en posicin horizontal
Ubicar el vertedero en el canal , aproximadamente en el primer tercio de longitud del
mismo
Medir la altura del vertedero P.
Poner en funcionamiento la bomba , dejando pasar alrededor de 2 minutos para que elsistema entre en rgimen
Medir el caudal utilizando el tubo pitot.
Medir la profundidad total de flujo D=P+H aguas arriba del vertedero en una seccin ubicada
a aproximadamente 2P del vertedero A partir de este valor, encontrar la carga H.
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B P H D Y Yc V A Q
0.300 0.213 0.150 0.363 0.061 0.133 2.193 0.018 0.040 0
= =
= D=P+H
H=D-P
=
=
2.
Conclusiones
Gracias a este estudio se comprendi el flujo gradualmente variado y sus caractersticas en un canalrectangular.
Tambin se convers que en el caso que se construya un canal como haramos para ahorrar materiales en
las paredes del canal mediante los clculos es posible abaratar costos. Este estudio es necesario para hace
un futuro diseo de canales.
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Referencias Bibliogrficas
http://www.fing.edu.uy/imfia/imfiaweb/sites/default/files/Teo6_10_b.pdf
Mecnica elemental de los fluidos, de Bolinaga, Juan Jos. Publicacin Universidad
catlica Andrs Bello, Venezuela, 2007.
Mecnica de fluidos,de Raymond C. Binder. Editorial Trillas, Mxico, 1991.
http://fluidos.eia.edu.co/lhidraulica/guias/flujogradualmentevariado/flujogradualment
evariado.html
ANEXOS
http://fluidos.eia.edu.co/lhidraulica/guias/flujogradualmentevariado/flujogradualmentevariado.htmlhttp://fluidos.eia.edu.co/lhidraulica/guias/flujogradualmentevariado/flujogradualmentevariado.htmlhttp://fluidos.eia.edu.co/lhidraulica/guias/flujogradualmentevariado/flujogradualmentevariado.htmlhttp://fluidos.eia.edu.co/lhidraulica/guias/flujogradualmentevariado/flujogradualmentevariado.htmlhttp://fluidos.eia.edu.co/lhidraulica/guias/flujogradualmentevariado/flujogradualmentevariado.htmlhttp://fluidos.eia.edu.co/lhidraulica/guias/flujogradualmentevariado/flujogradualmentevariado.htmlhttp://fluidos.eia.edu.co/lhidraulica/guias/flujogradualmentevariado/flujogradualmentevariado.html7/26/2019 Informe Laboratorio Flujo Rapidamente Variado
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