7mo laboratorio_rugosidad en canales

8/17/2019 7mo Laboratorio_Rugosidad en Canales

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RESULTADOS

En este laboratorio se tomaron datos para un lecho liso y para uno rugoso, por lo tanto sepresentaran dichos valores de manera separada:

LECHO LISO

Se tomaron alturas y1, y2, y para di!erentes pendientes, adem"s de los tiempos para determinadovolumen #$,$$%m&

Tabla No.1: 'atos obtenidos en laboratorio

Con el tiempo y el volumen se calcul( el caudal de cada uno y luego el promedio del caudal, con lassiguientes !ormulas, como se muestra en la )abla *o+2

Q=

V

t =

Volumen

Tiempo

Q1=

V

t =

0,005m3

2.415 s =2.07 x10−3 m3/s


2/13

Q2=V

t =

0,005m3

2.230 s =2.24 x10−3m3/s

Q3=

V

t

=0,005m

3

2.318 s

=2.16 x10−3 m3/s

Q Prom=Q

1+Q

2+Q

3

3=

2.07 x 10−3

m3/ s+2.24 x 10−3 m3/ s+2.16 x 10−3m3/s

3

Q Prom=2.16 x10−3m

3/s

Tabla No.2: 'atos de Caudal

Luego con las alturas se calcula el yprom de la siguiente manera y se registran en la )abla *o+:

y Prom= y

1+ y

2+ y

3

3=

59mm+52mm+40,4mm3

y Prom=50,47mm


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Tabla No.3: 'atos de ypromLuego se calcula el "rea, el permetro y el radio hidr"ulico con las siguientes ecuaciones:

Area=by

Perimetro=b+2 y

Radio Hidraulico : by

b+2 y=

Area

Perimetro

'onde:

b= Ancho del canal(78mm)

y= y prom=altura promedio del agua

Area=

(78mm )∗

(50,47mm )=3936.66m

2

Perimetro=78mm+2 (50.47m )=178.93m

RadioHidraulico :3936.66m

2

178.93m =21,999mm

Tabla No.4: -rea, .ermetro y /adio Hidr"ulico del Lecho Liso


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.osteriormente calculamos el coe!iciente de 0anning #n& con la siguiente !ormula:

n=∅∗ RH

2

3∗S1

2

V

'(nde:

V =Velocidad (m / s)

∅=constante quedepende del sistema deunidades empleadas(1.000054796m1

3 / s)

RH = Radio Hidraulico(m)

S= Pendiente( )

la velocidad es igual a caudal #& sobre -rea #3&:

V =Q

A=

2.16 x10−3m

3/s

3.94 x10−3m

2 =0,55m/ s

Entonces:

n1=1.000054796m

1

3 /s∗(0,022m)2

3∗(0,5)1

2

0,55m/s

n1=0,101

Luego reali4amos el promedio de los coe!icientes de rugosidad de cada caudal:

n=n

1+n

2+n

3+n

4+n

5+n

6

6

n=0.101+0.114+0.106+0.105+0.107+0.104

6

=0.106308


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Tabla No.5: Coe!iciente de /ugosidad de 0anning

3hora se calcula el coe!iciente de rugosidad por la !(rmula de Che4y de la siguiente manera:

n1=

1

C RH

1

6

'(nde:

C =CoeficientedeChezy

RH = RadioHidraulico(m)

S= Pendiente( )


C = V

√ RH ∗SEntonces al reempla4ar los datos:

C = 0,55m /s

√ 0,022m∗0,5=5,224

n1=

1

5,224(0,022m)

1

6=0,101


n=n

1+n

2+n

3+n

4+n

5+n

6

6

n=0.101+0.114+0.106+0.105+0.107+0.104

6=0.106302


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Tabla No.6: Coe!iciente de /ugosidad de Che4y

3dem"s, se comparan los dos coe!icientes de rugosidad #0anning y Che4y& por medio del errorporcentual:

P=V Teorico−V xpermental

V Teorico x 100

P=0.106308−0.106302

0.106308 x 100

P=0,0055

!inalmente se reali4an las gr"!icas de velocidad 5s cada uno de los t6rminos /H y S+

Figura No.2: 7ra!ica 5elocidad 5s+ /adio Hidr"ulico para Lecho Liso


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Q=V

t =

Volumen

Tiempo

Q1=V

t =0,005m

3

2.415 s=2.38 x10

−3m

3/s

Q2=

V

t =

0,005m3

2.230 s =2.26 x10−3 m3/s

Q3=

V

t =

0,005m3

2.318 s =2.34 x 10−3m3/s

Q Prom=

Q1+Q

2+Q

3

3 =

2.38 x 10−3

m3/ s+2.26 x10−3m3/s+2.34 x10−3 m3/s

3

Q Prom=2.33 x 10−3

m3 /s

Tabla No.8: 'atos de Caudal

Luego con las alturas se calcula el yprom de la siguiente manera y se registran en la )abla *o+:


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y Prom= y

1+ y

2+ y

3

3=

73mm+71,5mm+65,4mm3

y Prom=69,97mm

Tabla No.9: 'atos de yprom

Luego se calcula el "rea, el permetro y el radio hidr"ulico con las siguientes ecuaciones:

Area=by

Perimetro=b+2 y

Radio Hidraulico : by

b+2 y

= Area

Perimetro

'onde:

b= Ancho del canal(78mm)

y= y prom=altura promedio del agua

Area= (78mm )∗(69.97mm )=5457.4m2

Perimetro=78mm+2 (69.97mm )=217.93m

Radio Hidraulico :5457.4m

2

217.93m =25.042mm


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Tabla No.1: -rea, .ermetro y /adio Hidr"ulico del Lecho /ugoso

.osteriormente calculamos el coe!iciente de 0anning #n& con la siguiente !ormula:

n=∅∗ RH

2

3∗S1

2

V

'(nde:


∅=constante quedepende del sistema deunidades empleadas(1.000054796m1

3 / s)


S= Pendiente( )

la velocidad es igual a caudal #& sobre -rea #3&:

V =Q

A=

2.33 x 10−3m

3/ s5.46 x10

−3m

2 =0,43m / s

Entonces:

n1=1.000054796m

1

3 /s∗(0,025m)2

3∗(0,5)1

2

0,43m /s

n1=0,142


n=n

1+n

2+n

3+n

4+n

5+n

6

6


11/13

n=0.142+0.173+0.166+0.170+0.157+0.132

6=0.157063

Tabla No.11: Coe!iciente de /ugosidad de 0anning

3hora se calcula el coe!iciente de rugosidad por la !(rmula de Che4y de la siguiente manera:

n1=

1

C RH

1

6

'(nde:

C =CoeficientedeChezy


S= Pendiente( )


C = V

√ RH ∗S

Entonces al reempla4ar los datos:

C = 0,43m /s

√ 0,025m∗0,5=3.808

n1=

1

3.808(0,025m)

1

6=0,142



12/13

n=n

1+n

2+n

3+n

4+n

5+n

6

6

n=0.142+0.173+0.166+0.170+0.157+0.132

6=0.157055

Tabla No.12: Coe!iciente de /ugosidad de Che4y

3dem"s, se comparan los dos coe!icientes de rugosidad #0anning y Che4y& por medio del errorporcentual:

P=V Teorico−V xpermental

V Teorico x 100

P=0.157063−0.157055

0.157063 x100

P=0,0055

!inalmente se reali4an las gr"!icas

de velocidad 5s cada uno de los t6rminos /H y S+


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Figura No.4: 7ra!ica 5elocidad 5s+ /adio Hidr"ulico para Lecho /ugoso

Figura No.5: 7ra!ica 5elocidad 5s+ .endiente para Lecho /ugoso

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