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7/26/2019 INFORME 04 - visualizacion de canales - 1[1].doc

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ENSAYO DE LABORATORIO Nº 04: Visualización de fluj de canales

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL, SISTEMAS Y

ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

VISUALIZACIÓN DE FLUJO DE

CANALESINFORME Nº 4

ASIGNATURA:

MECÁNICA DE FLUIDOS II

DOCENTE:

ING. ZELADA ZAMORAWilmer

GRUPO:

Nº 02

ALUMNO:

MATTA BAUTISTA Jenner Antonio

CÓDIGO:

075148F

!E"#NI"A DE $L%IDOS II 1




Lambayeque May! "e# $%&%





INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

El presente trabajo muestra el desarrollo del ensao de visualización de flujo de

canales !on la "#nal#dad de !ono!er los d#"erentes t#pos de "lujos $ue se puedenpresentar en un !anal los d#"erentes "en%menos $ue o!urren en los d#"erentest#pos de !anales&

Gra!#as a este ensao se sabr'a !uales son las !ausas $ue o!as#onan el deter#orode las estru!turas $ue elementos se pueden !onstru#r para poder d#sm#nu#r estedeter#oro (a!er m)s res#stentes* e!on%m#!os duraderos los !anales&

Es de +ran #nter,s $ue el pro"es#onal e+resado de la es!uela pro"es#onal deIn+en#er'a C#-#l* est, en la !apa!#dad #d%nea sobre la #mportan!#a del empleo delas d#st#ntas (erram#entas de modela!#%n de los "en%menos (#dr)ul#!as no solopara !ono!er las solu!#ones a problemas en !anales s#no tamb#,n para $ue sepuedan tomar !omo base estos !ono!#m#entos se desarrollar nue-as estru!turas#nno-adoras $ue den maores bene"#!#os a la solu!#%n de estos problemas&





INDICEINDICE

I. Objetivos 5

II. Marco teórico 5

III. Equipos y Materiales utilizados 9

IV. Desarrollo del ensayo 11

V. onclusiones 1!

VI. "eco#endaciones 1!

VII. $iblio%ra&'a 1!





I. OBJETIVOS:I. OBJETIVOS:

• Obser-ar en el aparato F.E/0 los d#"erentes t#pos de "lujos "en%menos$ue su!eden en los !anales lo+rando un mejor entend#m#ento de $ue es un!anal (#dr)ul#!o&

• Ident#"#!ar los d#st#ntos t#pos de !anales (#dr)ul#!os su "un!#onam#ento enrela!#%n !on su +eometr'a&

• Comprender !omo es $ue se d#sm#nuen los "en%menos $ue su!eden enlos !anales !omo el de !a-#ta!#%n el resalte (#dr)ul#!o&

II. MARCO TEÓRICO:II. MARCO TEÓRICO:

ELEMENTOS DE UN CANAL HIDRÁULICO:

• Capta!#ones* o estru!turas de entrada*• Compuertas Vertederos* para der#-a!#ones* med#!#%n de !audales

!ontrol de n#-eles*• 1rans#!#ones* para empalmar tramos de d#"erente se!!#%n trans-ersal*• S#"ones A!uedu!tos* o puentes* para atra-esar !orr#entes naturales

!ru2ar por depres#ones del terreno&• 13neles* para atra-esar obst)!ulos naturales*• Rampas* es!alones d#s#padores de ener+'a* para !ontrolar las

-elo!#dades en !anales de alta pend#ente&• Des!ar+as* o estru!turas de entre+a&

TIPOS DE FLUJO

El "lujo en !anales ab#erto puede !las#"#!arse en mu!(os t#pos d#str#bu#rse de

d#"erentes maneras& La s#+u#ente !las#"#!a!#%n se (a!e de a!uerdo !on el !amb#oen la pro"und#dad del "lujo !on respe!to al t#empo al espa!#o&

FLUJO PERMANENTE Y NO PERMANENTE:FLUJO PERMANENTE Y NO PERMANENTE:

1#empo !omo !r#ter#o& Se d#!e $ue el "lujo en un !anal ab#erto es permanente s#la pro"und#dad del "lujo no !amb#a o puede suponerse !onstante durante el#nter-alo de t#empo en !ons#dera!#%n&

EL FLUJO ES NO PERMANENTEEL FLUJO ES NO PERMANENTE

S# la pro"und#dad no !amb#a !on el t#empo& En la maor parte de !analesab#ertos es ne!esar#o estud#ar el !omportam#ento del "lujo solo bajo


http://www.monografias.com/trabajos2/mercambiario/mercambiario.shtml

http://www.monografias.com/trabajos16/comportamiento-humano/comportamiento-humano.shtml

http://www.monografias.com/trabajos2/mercambiario/mercambiario.shtml

http://www.monografias.com/trabajos16/comportamiento-humano/comportamiento-humano.shtml




!ond#!#ones permanentes& S#n embar+o el !amb#o en la !ond#!#%n del "lujo !onrespe!to al t#empo es #mportante* el "lujo debe tratarse !omo no permante* eln#-el de "lujo !amb#a de manera #nstant)nea a med#da $ue las ondas pasan el elemento t#empo se -uel-e de -#tal #mportan!#a para el d#se4o de estru!turas

de !ontrol& Para !ual$u#er "lujo* el !audal 5 en una se!!#%n del !anal see6presa por 57VA& Donde V es la -elo!#dad med#a A es el )rea de la se!!#%ntrans-ersal de "lujo perpend#!ular a la d#re!!#%n de este* deb#do a $ue la-elo!#dad med#a esta de"#n#da !omo el !audal d#-#do por el )rea de la se!!#%ntrans-ersal&

FLUJO UNIFORME Y FLUJO VARIADO:FLUJO UNIFORME Y FLUJO VARIADO:

Espa!#o !omo !r#ter#o& Se d#!e $ue el "lujo en !anales ab#ertos es un#"orme s# lapro"und#dad del "lujo es la m#sma en !ada se!!#%n del !anal& Un "lujoUNIFOR.E puede ser permanente o no permanente* se+3n !amb#e o no la

pro"und#dad !on respe!to al t#empo& El "lujo un#"orme permanente es el t#po de"lujo "undamental $ue se !ons#dera en la (#dr)ul#!a de !anales ab#ertos& Lapro"und#dad del "lujo no !amb#a durante el #nter-alo de t#empo bajo!ons#dera!#%n& El estable!#m#ento de un "lujo un#"orme no permanentere$uer#r'a $ue la super"#!#e del a+ua "lu!tuara de un t#empo a otro peropermane!#endo paralela al "ondo del !anal&

El "lujo es VARIADO s# la pro"und#dad de "lujo !amb#a a lo lar+o del !anal& El"lujo VARIADO PUEDE SER PER.ANEN1E O NO PER.ANEN1E es po!o"re!uente* el term#no 8FLU9O NO PER.ANEN1E8 se ut#l#2ara de a$u' enadelante para des#+nar e6!lus#-amente el "lujo -ar#ado no permanente&

El "lujo -ar#ado puede !las#"#!arse adem)s !omo r)p#damente -ar#a o+radualmente -ar#ado& El "lujo es r)p#damente -ar#ado s# la pro"und#dad del a+ua!amb#a de manera abrupta en d#stan!#as !ompart#damente !ortas: de otro modo*es +radualmente -ar#ado& Un "lujo r)p#damente -ar#ado tamb#,n se !ono!e !omo"en%meno lo!al: al+unos ejemplos son el resalto (#dr)ul#!o la !a'da (#dr)ul#!a&

A&; "lujo permanente

<= "lujo un#"orme

>= "lujo -ar#ado

a= "lujo +radualmente -ar#ado

b= "lujo r)p#damente -ar#ado

?&; "lujo no permanente

<= "lujo un#"orme no permanente 8raro8

>= "lujo no permanente @es de!#r* "lujo -ar#ado no permanente=

a= "lujo +radualmente -ar#ado no permanente

b= "lujo r)p#damente -ar#ado no permanente

DEFINICIONES BÁSICAS


http://www.monografias.com/trabajos5/elso/elso.shtml#ondas

http://www.monografias.com/trabajos13/diseprod/diseprod.shtml

http://www.monografias.com/trabajos15/todorov/todorov.shtml#INTRO

http://www.monografias.com/trabajos14/control/control.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICO

http://www.monografias.com/trabajos15/direccion/direccion.shtml

http://www.monografias.com/trabajos5/elso/elso.shtml#ondas

http://www.monografias.com/trabajos13/diseprod/diseprod.shtml

http://www.monografias.com/trabajos15/todorov/todorov.shtml#INTRO

http://www.monografias.com/trabajos14/control/control.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICO

http://www.monografias.com/trabajos15/direccion/direccion.shtml




FENÓMENO DE RESALTE HIDRÁULICOFENÓMENO DE RESALTE HIDRÁULICO

El resalto (#dr)ul#!o es el as!enso brus!o del n#-el del a+ua $ue se presenta en un!anal ab#erto a !onse!uen!#a del retardo $ue su"re una !orr#ente de a+ua $ue "lue a

ele-ada -elo!#dad&Este "en%meno presenta un estado de "uer2as en e$u#l#br#o* en el $ue t#ene lu+ar un!amb#o -#olento del r,+#men de "lujo* de super!r't#!o a sub!r't#!o& Cons#deremos els#+u#ente es$uema

TIPOS:TIPOS:

Fr 1 = 1: Flujo !r't#!o* por lo $ue no se "orma n#n+3n resalto&

Fr 1 = 1 a 1.7: La super"#!#e de a+ua presenta la tenden!#a a la "orma!#%n deondula!#ones& Resalto (#dr)ul#!o ondular&

Fr 1 = 1.7 a .!: El ondulam#ento de la super"#!#e en el tramo de me2!la es maor a+uas abajo las perturba!#ones super"#!#ales son menores& Resalto (#dr)ul#!o d,b#l&

Fr 1 = ".! a #.$ : Se trata de un resalto plenamente "ormado* !on maor estab#l#dad rend#m#ento es mejor* pud#endo -ar#ar entre B a /& Resalto (#dra3l#!opermanente&





Fr 1 % #: Resalto !on +ran d#s#pa!#%n de ener+'a @(asta /=* +ran ondula!#%n de lasuper"#!#e !on tenden!#a de traslado de la 2ona de r,+#men super!r't#!o (a!#a a+uasabajo&

FENOMENO DE CAVITACIÓNFENOMENO DE CAVITACIÓN

La !a-#ta!#%n es la e-apora!#%n @"orma!#%n de burbujas de -apor= de un l'$u#do!uando "lue (a!#a una re+#%n d%nde la pres#%n est)t#!a se redu!e a la pres#%ndel -apor* !on la !onse!uente !ondensa!#%n @!olapso o #mplos#%n de lasburbujas= !uando ,stas pasan a una re+#%n d%nde la pres#%n est)t#!a est)sobre la pres#%n del -apor&

FENÓMENO DE SOCAVACIÓNFENÓMENO DE SOCAVACIÓN

Se denom#na so!a-a!#%n a la e6!a-a!#%n pro"unda !ausada por el a+ua* unode los t#pos de eros#%n ('dr#!a & Puede deberse al embate de las olas !ontra una!ant#lado* a los remol#nos del a+ua* espe!#almente all' donde en!uentra al+3nobst)!ulo la !orr#ente* al ro!e !on las m)r+enes de las !orr#entes $ue (ans#do des-#adas por los le!(os s#nuosos& En este 3lt#mo !aso es m)s r)p#da enla pr#mera "ase de las a-en#das& La so!a-a!#%n pro-o!a el retro!eso de las!as!adas de los a!ant#lados $ue* al ser pr#-ados de apoo en su base* se-an desplomando pro+res#-amente& 1amb#,n representa un papel esen!#al enla "orma!#%n m#+ra!#%n de los meandros


http://es.wikipedia.org/wiki/Agua

http://es.wikipedia.org/wiki/Erosi%C3%B3n_h%C3%ADdrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Ola

http://es.wikipedia.org/wiki/Acantilado

http://es.wikipedia.org/wiki/Remolino

http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente

http://es.wikipedia.org/wiki/Avenida_(hidrolog%C3%ADa)

http://es.wikipedia.org/wiki/Cascada

http://es.wikipedia.org/wiki/Meandro

http://es.wikipedia.org/wiki/Agua

http://es.wikipedia.org/wiki/Erosi%C3%B3n_h%C3%ADdrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Ola

http://es.wikipedia.org/wiki/Acantilado

http://es.wikipedia.org/wiki/Remolino

http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente

http://es.wikipedia.org/wiki/Avenida_(hidrolog%C3%ADa)

http://es.wikipedia.org/wiki/Cascada

http://es.wikipedia.org/wiki/Meandro




III. EQUIPO Y MATERIALES UTILIZADOSIII. EQUIPO Y MATERIALES UTILIZADOS

• &ANCO HIDRÁULICO ' FME$$

E$u#po para el estud#o del !omportam#ento de los "lu#dos* la teor'a(#dr)ul#!a las prop#edades de la me!)n#!a de "lu#dos&E$u#po aut%nomo @dep%s#to bomba #n!lu#dos=&Inno-ador s#stema de a(orro de a+ua !ons#stente en un dep%s#tosum#dero de alta !apa!#dad un rebosadero $ue de-uel-e el e6!edentede a+ua a d#!(o dep%s#to&V)l-ula de desa+e ")!#lmente a!!es#ble&D#spone de un dep%s#to es!alonado @-olum,tr#!o= para med#r !audalesaltos bajos* adem)s de una probeta de un l#tro de !apa!#dad para!audales a3n m)s bajos&

1ubo de n#-el pro-#sto de es!ala $ue #nd#!a el n#-el de a+ua del dep%s#tosuper#or&Caudal re+ulado med#ante una -)l-ula de membrana&Pantalla amort#+uadora de "lujo para redu!#r el +rado de turbulen!#a&El montaje de los d#st#ntos m%dulos* s#n ne!es#dad de ut#l#2ar (erram#entas* ase+ura su s#mpl#!#dad&

&

DIMENSIONES Y PESO- Las d#mens#ones apro6&

<<H/6H/6</// mm&- El peso apro6& / +&

APARATO FME$#: VISUALIZACIÓN DE FLUJO DE CANALES

DESCRIPCIÓNEl m%dulo !ons#ste en un !anal transparente de meta!r#lato dotado deun rebosadero en la parte super#or una pla!a re+ulable en el e6tremode des!ar+a& D#!(a pla!a perm#te re+ular el n#-el de "lujo&El a+ua es sum#n#strada al !anal desde la bo!a de #mpuls#%n del ?an!oJ#dr)ul#!o @F.E//= % del Grupo de Al#menta!#%n J#dr)ul#!a ?)s#[email protected]//K?=* med#ante una tuber'a "le6#ble* pasando a tra-,s de undep%s#to de amort#+uam#ento $ue el#m#na las turbulen!#as&D#spone de un s#stema de #ne!!#%n de !olorante* $ue !onsta de undep%s#to* una -)l-ula de !ontrol de "lujo unas a+ujas $ue perm#ten una

mejor -#sual#2a!#%n del "lujo alrededor de los d#"erentes modelos(#drod#n)m#!os* los !uales se !olo!an en la parte !entral del !anal&





N#-ela!#%n del m%dulo med#ante patas ajustables&Se sum#n#stran -ar#os modelos (#drod#n)m#!os para el estud#o del "lujoalrededor de ,stos&

POSI&LES PRÁCTICAS<&; Derrame de l'$u#dos por -ertederos de pared del+ada&>&; Derrame de l'$u#dos por -ertederos de pared +ruesa&H&; .odelos !on per"#l de ala sumer+#dos en una !orr#ente "lu#da& Aerod#n)m#!a&B&; .odelos !#r!ulares sumer+#dos en una !orr#ente "lu#da& Aerod#n)m#!a&&; Demostra!#%n del "en%meno aso!#ado !on el "lujo en !analesab#ertos&&; V#sual#2a!#%n de las l'neas de "lujo alrededor de d#st#ntos modelos(#drod#n)m#!os sumer+#dos&

ESPECIFICAIONESCapa!#dad del dep%s#to de !olorante /*H l#tros& An!(uraKlon+#tud del !anal apro6& <KH/ mm&

Pro"und#dad del !anal apro6& </ mm&Dep%s#to de amort#+uam#ento $ue el#m#na las turbulen!#as&.odelos (#drod#n)m#!osDos alar+ados&Dos !#r!ulares de > / mm& de d#)metro&Re!t)n+ulo !on ar#stas redondeadas&Cu4a&S#stema de !one6#%n r)p#da #n!orporado&Estru!tura de alum#n#o anod#2ado&





IV. DESARROLLO DEL ENSAYO:IV. DESARROLLO DEL ENSAYO:

PRIMERA DEMOSTRACIÓN

Para esta pr#mera demostra!#%n pr#mero se lleno el reser-or#o !on auda dela !ompuerta dejamos pasar el a+ua de a!uerdo al !audal $ue $ueramosapre!#ar* a$u' se -#o $ue el resalte (#dr)ul#!o $ue se "orma o!upa la maor parte del !anal lo $ue en un es!ala real s#+n#"#!ar'an -ar#os #l%metros deresalte* el !ual !omo sabemos deter#ora las estru!turas de de los !analesre$u#r#endo re"uer2os para soportar d#!(os da4os* para esto se -#o $ueaumentando la ru+os#dad al "#nal del !anal se lo+ra un#"orm#2ar el "lujo d#sm#nu#r en +ran parte el resalte (#dr)ul#!o m#n#m#2ando el uso de re"uer2os aun pe$ue4o tramo del !anal&

SEGUNDA DEMOSTRACIÓN

En esta se+unda demostra!#%n se !olo!% un -ertedero de !a'da l#bre !on el

!ual (#2o mu notor#a la !apa l'm#te se pudo apre!#ar los d#"erentes t#pos de"lujos -#,ndose un "lujo un#"orme al pr#n!#p#o* +radualmente -ar#ado al momentode la !a'da r)p#damente -ar#ado en la parte del resalte (#dr)ul#!o el !ual a su-e2 tamb#,n d#sm#nu#mos aumentando la ru+os#dad al "#nal del !anal&

1amb#,n se -#o la presen!#a del "en%meno de !a-#ta!#%n deb#do a la ausen!#ade la pres#%n atmos",r#!a en esa 2ona lo $ue o!as#onan el la "orma!#%n !olapso de burbujas de -apor* este "en%meno tamb#,n es un a+ente da4#nopara las estru!turas: para esto se demostr% $ue abr#endo un a+ujero en la2ona de la !a-#ta!#%n* lo $ue en la real#dad se (a!e med#ante la !olo!a!#%n detubos* se #n!orpor% la pres#%n atmos",r#!a redu!#endo este "en%meno

"ormando una bolsa de a#re en la 2ona&





TERCERA DEMOSTRACIÓN

En esta ter!era demostra!#%n se #n-#rt#% la pos#!#%n del -ertedero !amb#)ndoloa no por una !resta en !a'da l#bre s#no por una en !a'da #n!l#nada aun$ue deuna !orta lon+#tud* apre!#)ndose !omo el "lujo en la !a'da s#+ue la "orma del-ertedero obten#,ndose un per"#l de !a'da mas de"#n#do&

Se -#o tamb#,n $ue se d#m#nu% el "en%meno de !a-#ta!#%n al #+ual $ue elresalte (#dr)ul#!o* aun$ue tamb#,n se redujo esta aumentando la ru+os#dad enel "#nal del !anal&

CUARTA DEMOSTRACIÓN

En esta !uarta demostra!#%n se +ener% una !a'da #n!l#nada de maor lon+#tud*en esta de apre!#a !omo el per"#l de !a'da s#+ue la "orma del -ertedero !on un"lujo +radualmente -ar#ado (asta lle+ar a la 2ona de resalte el !ual aumenta





presenta un "lujo r)p#damente -ar#ado: este resalte se trato d#sm#nu#r !on unelemento d#s#pador de ener+'a&

(UINTA DEMOSTRACIÓN

En esta $u#nta demostra!#%n se emple% un d#s#pador de ener+'a* -#,ndose!omo el "lujo trata de adaptarse al d#s#pador !uando este "lue por en!#ma deel* a$u' tamb#,n se apre!#% $ue en la "orma!#%n del resalto (#dr)ul#!o se+eneran -ort#!#dades las !uales apare!en en "orma de burbujas por lo $ue se

puede !on!lu#r de e6#ste la presen!#a de la !apa l#m#te pero no es mu notor#a&

SE)TA DEMOSTRACIÓN

En esta se6ta demostra!#%n se usamos un -ertedero de !resta an!(a* este

elemento (a!e $ue d#sm#nua el t#rante de a+ua adapt)ndose el "lujo a la+eometr'a del -ertedero&





En esta demostra!#%n tamb#,n se d#sm#nuo el resalte (#dr)ul#!o aumentandola ru+os#dad al "#nal del !anal&

V. CONCLUSIONESV. CONCLUSIONES

• Se re!rearon en el e$u#po los d#"erentes t#pos de "lujos $ue se produ!enen los !anales ab#ertos* apre!#)ndose tamb#,n los "en%menos de resalte(#dr)ul#!o !a-#ta!#%n&

•

Se e6pl#!aron las "un!#onab#l#dades de los d#"erentes t#pos de -ertederos d#s#padores -#,ndose los !amb#os $ue estos produ!en en los "lujos&• Se demostr% !omo se pueden d#sm#nu#r la lon+#tud de resalte (#dr)ul#!o

med#ante el aumento de la ru+os#dad en el "#nal del !anal&• Se demostr% tamb#,n !omo el#m#nar el "en%meno de !a-#ta!#%n

med#ante la #n!orpora!#%n de la pres#%n atmos",r#!a en la 2ona pormed#o de !ondu!tos u or#"#!#os&

VI. RECOMENDACIONESVI. RECOMENDACIONES

• Prestar aten!#%n a los detalles del "lujo puesto $ue al+unos elementosde estos en al+unas o!as#ones son d#"'!#les de notar !omo la !apa l'm#tepor ejemplo&

VII. BIBLIOGRAFÍAVII. BIBLIOGRAFÍA

• MMM&ed#bon&!om&es• (ttpKK+s#l-am&!omKestru!turas&(tm• (ttpKKMMM&unes!o&or+&uKp(#Kl#brosKobras(#draulK!ap#tulo&pd" • (ttpKKMMM&mono+ra"#as&!omKtrabajos<BK!anales;ab#ertK!anales;

ab#ert&s(tml


http://www.edibon.com.es/

http://gsilvam.com/estructuras.htm

http://www.monografias.com/trabajos14/canales-abiert/canales-abiert.shtml


http://www.edibon.com.es/

http://gsilvam.com/estructuras.htm



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