informe de laboratorio no
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Tabla de contenido
1. Introducción
2. Objetivos
2.1. Objetivos generales
2.2. Objetivos específicos
3. Marco teórico
4. Materiales
5. Procedimiento
6. Cálculos
7. Análisis de resultados
8. Conclusiones
9. Bibliografía
10. Anexos
1. Introducción
El objetivo de este laboratorio es obtener una serie de datos tomados en un lugar determinado,
(canal al interior de la Universidad de Ibagué), con estos datos aplicar la ecuación de
Manning para determinar la velocidad del agua que por allí fluye, comparando este
resultado con el obtenido utilizando el micromolinete.
En este caso trataremos de determinar el valor de una magnitud, sin embargo esta no nos dará
exacta, debemos tener en cuenta que se nos presentara alguna incompatibilidad de datos
por esto debemos tener claros los conceptos y saber interpretar todo valor que obtengamos,
lo más recomendable seria repetir el experimento por cierta cantidad de veces en la misma
magnitud, en e l laborator io lo haremos una vez al hacer eso obtendremos valores
distintos que debemos promediar para tener valores más exactos.
Podemos deducir que la medición no nos arroja una verdad absoluta, sino que nos da un grado
de incertidumbre ya que no conocemos bien la precisión instrumental, la toma de lecturas y las
condiciones ambientales en el momento de la toma de datos. Estos errores producidos no
se pueden eliminar pero si se pueden minimizar, sea calibrando equipos, cambiándolos
por otros con mayor precisión que nos asegure un mejor margen de error para la toma de
lecturas de datos.
2. Objetivos
2.1 Objetivos generales
Reconocer los tipos de errores que se pueden presentar cuando se toman datos de campo y las
diversas maneras para corregirlos, a partir de la toma de varias lecturas plantear un análisis
estadístico para determinar el posible error.
1
2.2 Objetivos específicos
Determinar el error en la toma de velocidades y de mediciones de tiempo y de un objeto
dentro de un canal hidráulico existente en la universidad.
Calcular el caudal por medio de la obtención de la velocidad con la ayuda de la ecuación de
Manning, teniendo en cuenta la sección transversal del canal.
3. Marco teórico.
Micromolinete
Un Molinete o Micro-Molinete es un instrumento usado para medir la velocidad del agua en un
canal abierto, que puede variar desde una pequeña escorrentía, hasta una inundación en el río
Amazonas. El principio de funcionamiento se basa en la proporcionalidad entre la velocidad del
agua y la velocidad angular resultante del rotor. La velocidad del agua se mide en diferentes
puntos de la corriente poniendo el molinete y contando el número de revoluciones del rotor
durante un intervalo de tiempo determinado.
Los molinetes y micro-molinetes se pueden clasificar en dos tipos principales, los medidores que
tienen rotores de eje vertical y los que tienen rotores de eje horizontal. Las características más
destacadas de estos dos tipos se resumen a continuación:
Eje vertical:
Opera en velocidades más bajas que los de eje horizontal.
Los cojinetes están bien protegidos contra el agua fangosa.
El rotor se puede reparar en el campo sin afectar la calibración.
Utiliza un rotor único que sirve para toda la gama de velocidades.
También es conocido como tipo Gurley.
2
Eje horizontal:
Debido a la simetría axial con la dirección del flujo, el rotor perturba el flujo menos que los de
eje vertical.
Por la forma del rotor es menos probable que se enrede con los desechos que arrastre la corriente.
Tambien es conocido como Molinete Universal o tipo Ott.
Criterio de chauvenet
Es un método para calcular si un dato experimental (a partir de ahora llamado dato dudoso), de
un conjunto de datos experimentales, es probable que sea un valor atípico.
3
Para aplicar el Criterio de Chauvenet, primero se ha de calcular la media y la desviación estándar
de la información observada. Basándose en cuánto difiere el valor dudoso de la media, se utiliza
la función de distribución normal (o la tabla de la misma) para determinar la probabilidad de que
una dato dado sea del valor del dato dudoso.
El criterio de chauvenet no es recomendable para pequeñas muestras.
Teoría de errores
El resultado de toda medición siempre tiene cierto grado de incertidumbre. Esto se debe a las
limitaciones de los instrumentos de medida, a las condiciones en que se realiza la medición, así
como también, a las capacidades del experimentador. Es por ello que para tener una idea correcta
de la magnitud con la que se está trabajando, es indispensable establecer los límites entre los
cuales se encuentra el valor real de dicha magnitud. La teoría de errores establece estos límites.
Error de escala: Todo instrumento de medida tiene un límite de sensibilidad. El error de escala
corresponde al mínimo valor que puede discriminar el instrumento de medida.
Error sistemático: Se caracteriza por su reproducibilidad cuando la medición se realiza bajo
condiciones iguales, es decir siempre actúa en el mismo sentido y tiene el mismo valor. El error
sistemático se puede eliminar si se conoce su causa.
Error accidental o aleatorio: Se caracteriza por ser de carácter variable, es decir que al repetir un
experimento en condiciones idénticas, los resultados obtenidos no son iguales en todos los casos.
Las diferencias en los resultados de las mediciones no siguen ningún patrón definido y son
producto de la acción conjunta de una serie de factores que no siempre están identificados. Este
tipo de error se trabaja estadísticamente. El error accidental se puede minimizar aumentando el
número de mediciones.
4. Materiales
Micromolinete: Es un equipo para medición de velocidad y características propias de un canal.
4
Cinta métrica: Es un instrumento de medida que consiste en una cinta flexible graduada y
se puede enrollar, haciendo que el transporte sea más fácil.
Barcos de papel: Material hecho a mano por integrantes del grupo para llevar a cabo la
realización de dicho laboratorio.
5
5. Procedimiento
Organizamos los grupos de laboratorio.
Nos dirigimos hacia el lugar de trabajo (canal al interior de la Universidad de Ibagué)
tomamos una sección del canal.
Elaboramos 3 barcos de papel para realizar la toma de los 15 datos, estos barcos viajaran a
la velocidad del canal.
Tomamos las dimensiones del canal para luego poder hallar área mojada, y la longitud del
tramo.
Dividimos el canal en dos tramos donde empezara y terminara el recorrido del barco.
Procedemos con la toma de los datos mientras el barco viaja por el recorrido escogido.
6. Cálculos
Datos Tiempo (seg)
1 4,77
2 4,38
3 4,44
4 4,6
5 4,76
6 4,5
7 4,66
8 4,63
9 4,18
10 4,48
11 4,86
12 4,74
13 4,61
14 4,69
15 4,74
Tiempo promedio
6
T=T1+T 2+T 3
n
T=4,6026 Seg
Desviación estándar
σ=√ 1n∑i=1
n
(x i−x )2
σ=0,1790
Criterio de Chauvenet
Se rechaza la medida si el valor de la repetición menos la media del conjunto son mayores que el
coeficiente de chauvenet por la desviación estándar, es decir:
x i−x>knσ
Tiempo
(seg)
Media σ t-σ
4,77 4,6026 0,1674
4,38 4,6026 -0,2226
4,44 4,6026 -0,1626
4,6 4,6026 -0,0026
4,76 4,6026 0,1574
4,5 4,6026 -0,1026
4,66 4,6026 0,0574
4,63 4,6026 0,0274
7
4,18 4,6026 -0,4226
4,48 4,6026 -0,1226
4,86 4,6026 0,2574
4,74 4,6026 0,1374
4,61 4,6026 0,0074
4,69 4,6026 0,0874
4,74 4,6026 0,1374
El coeficiente de chauvenet se obtiene por medio de la siguiente tabla
Coeficiente de chauvenet=σ∗k n
Coeficiente de chauvenet=0,1790∗2,13
Coeficiente de chauvenet=0,3813
Realizando la comprobación con el coeficiente de chauvenet se llega a la conclusión de que
ningún valor es rechazado, es decir que la media no cambia.
Área del canal
8
A=(66 cm+60cm )8,5cm
2
A=535,5cm2 0,05355m2
Perímetro mojado
P= (9,01cm∗2 )+60cm
P=78,02cm
Radio hidráulico
Rh=AP
Rh=535,5cm2
78,02cm
Rh=6,86cm 0,0686m
9
Pendiente línea de energía
S f=( hf−hil )
S f=(10,7 cm−8,5cm390cm )
S f=0 ,0056
Velocidades
10
V=V 1+V 2+V 3
3
V=0,615
mseg
+0,584mseg
+0,641mseg
3
V=0,613mseg
Caudal
Q=A∗V
Q=0,05355m2∗0,613mseg
Q=0,0328m3
seg
Coeficiente de Manning
n= 1Q
∗A∗Rh23∗Sf
12
n=1
0,0328m3
seg
∗0,05355m2∗(0,0686m )23∗(0,0056 )
12
n=0,02
Velocidad por medio de la ecuación de Manning
V=1n∗Rh
23∗Sf
12
11
V=1
0,02∗( 0,0686 )
23∗(0,0056 )
12
V=0,627mseg
7. Análisis de resultados
Se determinó que la velocidad y el área transversal del canal son directamente proporcionales al
caudal.
8. Conclusiones
El valor de la velocidad por el método de Manning nos dio cercano al valor que nos arrojó el
promedio de las velocidades tomándolas con el micro-molinete lo que quiere que este método es
muy confiable en caso de no poseer el elemento.
Se hallaron valores para el caudal los cuales variaban pero se pudo determinar que el valor más
cercano lo daba el método con el que hayamos la velocidad por medio de la velocidad.
La rugosidad depende del material con que está construido el canal y para nuestro caso específico
no tenemos definido este material por eso este cálculo no nos arroja un valor muy exacto.
12
9. Bibliografía
http://grupoalcesas.com/portafolio/equipos-para-hidrologia/16-molinetes-y-
micromolinetes#.UhJi7dLrySo
http://es.wikipedia.org/wiki/Criterio_de_Chauvenet
http://www.mariangaspi.blogspot.com/
10. Anexos
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