aforo de canales y tuberias

“AÑO DE LA INVERSION PARA EL DESARROLLO RURAL Y LA SEGURIDAD ALIMENTARIA”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

FACULTAD DE AGRONOMIA

ESCUELA DE INGENIERIA AGRICOLA

CURSO : MECANICA DE FLUIDOS.

TEMA : AFORO DE CANAL Y TUBERIAS

CICLO : VI

PROFESOR : ING WALTER RAMÍREZ CHACÓN.

ALUMNOS : RIMAICUNA ZURITA DENISS ARMENGOL.

PIURA- PERU

2013

INGENIERIA AGRICOLA -UNP

1. INTRODUCCIÓN.

En el mundo actual ay una necesidad creciente en utilizar toda el agua disponible, para el desarrollo de nuevas áreas de cultivo, desarrollo industrial y satisfacer las necesidades de agua para la población, y el aumento en los costos para desarrollar nuevas fuentes de agua hacen necesario que ésta sea aprovechada con menores costos posible y sin desperdicio alguno. Estos necesidades no podrán satisfacerse si no se utilizan sistemas de medición adecuados.Esto hace que para manejar el recurso hídrico de un curso de agua con distintos propósitos como agua potable, energía, riego, atenuación de crecidas, etc. de una manera eficiente, requiera del conocimiento de la cantidad de agua que pasa por un lugar en un tiempo determinado al físicamente conocemos como caudal .

Así, para una utilización eficiente del recurso hídrico de un curso de agua en su área de influencia, como primer paso se deben colocar las necesarias estaciones de medición del caudal esto es imprescindible para todo estudio de obras hidráulicas.

Esto último conlleva a que los profesionales estén capacitados de la manera más actualizada en medición de cursos de aguas naturales y artificiales, que permitan obtener los datos básicos de cantidad de agua que pasa, para poder tomar las decisiones de manejo que se adecuen a las necesidades que queramos satisfacer.

2. JUSTIFICACIÓN

2.1OBJETIVO GENERAL

Conocer la importancia de la medida de caudales de los cursos de agua, con el objetivo de tomas las decisiones más adecuadas en el desarrollo de los proyectos.

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Medir el caudal que se genera en tuberías. Medir el caudal que trasporta un canal de regadillo.

1 MECÁNICA DE FLUIDOS.


3. REVISIÓN LITERARIA:

Hidrometría:Según MANUEL LUX (1) .La Hidrometría es una de las partes más importantes de la Hidráulica, porque se ocupa de medir, registrar, calcular y analizar los volúmenes de agua que circulan en una sección transversal de un río, canal o tubería, por unidad de tiempo.Se define la Hidrometría como la parte de la Hidráulica que tiene porObjeto medir el volumen de agua que pasa por unidad de tiempo dentro de una sección transversal de flujo.

Caudal:El ING. MARIO BASÁN NICKISCH (2) menciona que el caudal o gasto de una corriente es el volumen de agua que pasa por una sección transversal del cauce o canal en un tiempo dado, normalmente en la unidad de tiempo.El caudal depende directamente de la superficie (S) de la sección transversal de la corriente de agua y de la velocidad media del agua (V), obteniéndose el caudal o gasto (Q) por medio de la multiplicación de ambos factores:

Q = S x V

Aforos de cursos de agua: Se denomina como Aforo a todas las Tareas de Campo y Gabinete que nos permiten determinar el caudal que pasa por una sección de un cause o canal.Aforar una corriente de agua es determinar en un momento dado el valor del caudal. A esta operación se la llama aforo, y las personas que la realiza aforador.



STREETER (3), menciona que algunas secciones trasversales de los canales son más eficientes que otras, en sentido e de que de que dan una mayor área de mojado. Utilizando la fórmula de Manning se demuestra que cuando la sección transversal del canal es mínima, el perímetro de mojado también es mínimo lo cual conlleva a una reducción del caudal.

Q=CmnA R2 /3S1/2

I. MARTÍN (4), dice que el caudal se mide observando la altura del líquido sobre la presa a suficiente distancia antes de llegar a ella, para que no esté influenciada por las anomalías que la misma provoca. Se utilizan en canales abiertos, o en ciertos depósitos a los que dividen en dos mitades, a una de las cuales se hace llegar el líquido cuyo caudal se desea medir y que fluirá sobre ellas hacia la otra mitad.

Presas: a) Rectangular; b) Angular.

4. MATERIALES Y METODOLOGÍA.4.1MATERIALES 2 Varas de 2m de largo. Cronometro Flotador (hoja liviana) Wincha. Machete Calculadora



4.2 METODOLOGÍA4.2.1MÉTODOS:

Aforo de tuberías:

Método de coordenadas

Consiste en determinar la velocidad de salida del agua mediante la medida de distancias en dos ejes uno vertical y otro horizontal

Procedimiento:

Se coloca las varas un a horizontal solidaria a la caída de agua y otro vertical midiendo la altura del ala que se encuentra en la tubería.

Los datos obtenidos son procesados con las siguientes formulas:

Componente horizontal:

V= et

x=V∗t

t= xV

Componente vertical:

y=12g t 2

y=12g( x2

V 2 )4 MECÁNICA DE FLUIDOS.


V 2= gx2

2 y

V=√ g2 yx

Luego de calcular los datos en las dos componentes se procede a calcular el caudal mediante la fórmula:

Qt=A∗VQreal=A∗V∗Cd

Dónde:Cd: coeficiente de descarga.Cd ≈ 0.85A: área de la sección trasversal de la tuberíaV: velocidad (m/s)g: gravedad (9.81 m/s2)

Aforo de canal

Métodos de Área y Velocidad:

Consiste en determinar el área de una sección transversal de la corriente y la velocidad del agua a través de ésta; la primera por medio de sondeos y la velocidad por método directo del flotador.

Procedimiento:



Se determina una tramo del canal en donde se efectuara nuestra prueba en nuestro caso la longitud fue de 10 m.

En el caso se canal trapezoidal se medirá la soleta y el ancho del espejo de agua que logre alcanzar el agua con el objetivo de encontrar la sección que ocupa el flujo dl agua utilizando la fórmula de área del trapecio.

A=( b+B2 )∗h El flotador es soltado en la parte inicial de tramo y se deja que vaya

agua a bajos simultáneamente se activa el cronometro que se parara cuando el flotador allá superado la longitud del tramo medido, repitiendo el procedimiento la veces que podamos y registrando los tiempos obtenidos en un cuadro para luego determinar la velocidad con la fórmula de espacio recorrido dividido por el tiempo transcurrido.

V= et

Como parte final del prendimiento se calculara el caudal que pasa por el canal con la formula siguiente:

Q=A∗VQreal=A∗V∗Cd

Cd≈0.80



5. RESULTADO:

Aforo de tubería :

Sección de la tubería:

A=π (0.15 )2

A=0.0707m2

Calculo de la velocidad:

V=√ 9.812 (0.5174 )

∗1.59

V=4.8956ms

Calculo del caudal:

Qt=0.0707∗4.8956



Qt=0.3461m3

s

Qreal=0.0707∗4.8956∗0.85

Qreal=0.2942m3

s

Qreal=294.20 ¿s

Aforo de canal:

Longitud de tramo: 10.30 m



Calculo de área:

A=( 0.45+1.722 )∗0.61

A=0.66185m2

Calculo de la velocidad:

V= 10.3022.147

V=0.4081ms

Calculo del caudal:

Q=0.66185∗0.4081

Q=0.3078m3

s

Qreal=0.66185∗0.4081∗0.80

Qreal=0.21611m3

s

Q=216.11 ¿s


PRUEBAS DEL FLOTADOR

N°TIEMPO(S)

1 23.572 23.563 26.394 26.885 25.78

PROMEDIO

25.236


6. CONCLUSIONES. el aforo de canal y tuberías es de mucha importancia ya que no dará

una clara idea de la cantidad de agua que es capaz de transportar esta infraestructura y con este dato poder planificar los proyectos de riego que tengamos en mente realizar o tomas las mediadas más adecuadas con el manejo de agua.

La exactitud de los caudales dependerá del método y/o equipos que se utilicen en el aforo de aguas.

7. BIBLIOGRAFÍA.

MANUEL LUX (1) -“medidores de flujo en canales abiertos”- Universidad de San Carlos de Guatemala -facultad de ingeniería - escuela de ingeniería civil-2010

ING. MARIO BASÁN NICKISCH (2) - Curso de “Aforadores de corrientes de agua”-2008

STREETER (3)- mecánica de fluidos, novena edición-1999 MARTÍN (4)- MECÁNICA DE FLUIDOS - Medida de caudales-2011


aforo de canales y tuberias

Documents