determinacion de regimen de flujo de un canal terminado jc

7/23/2019 Determinacion de Regimen de Flujo de Un Canal Terminado Jc

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b=7,5cm = ancho del canal

TABLA DE DATOS TOMADAS EN EL LABORATORIO

Q

( ⁄ )

Q

( ⁄ )

H

(mm)

(mm)

(mm)34,18 5,697× 10− 5 148,3 6,7

8,212,4

34,18 5,697× 10− 8 111,6 13,48,67,1

34,18 5,697× 10− 12 70,4 8,912,122,2

34,18 5,697× 10−

14 49,5 11,929,523,2

34,18 5,697× 10− 17 35,5 27,726,823

48,57 8,095× 10− 11 168,7 14,59,68,7

48,57 8,095× 10− 13 107,8 10,912,6

16,948,57 8,095× 10− 16 75,5 18,7

14,611,9

48,57 8,095× 10− 19 56,4 13,929,230

48,57 8,095× 10− 22 42,4 28,231,734,2



CACULOS Y RESULTADOS

CALCULO DEL AREA TRANSVERSAL DEL CANAL CON VALORES DETIRANTES MEDIDOS AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO:

Para poder calcular el área transversal del canal aguas arriba y aguas abajoprimero debemos realizar el promedio de los valores de las profundidades otirantes medidos aguas abajo, estos se tabularon en la siguiente tabla.

Entonces el área de la sección transversal estaría dada por:

= () ∗ ℎ()

Se calcula el ejemplo de área de la sección transversal para el primer tirante aguasarriba:

= 0,1483 ∗ 0,075 ⟹ = ,

De igual manera se calculan las áreas transversales siguientes, variando el valor delos tirantes tanto aguas arriba como aguas abajo, los cuales se registraron en lasiguiente tabla:

PROMEDIO DE LOS VALORES DE PROFUNDIDAD DEL AGUA PARA LECTURAS AGUASARRIBA Y AGUAS ABAJO

Q

(

⁄ ) TIRANTES AGUAS Arriba

( en m)TIRANTES AGUAS ABAJO

(Y en m)

5,697× 10− 0,1483 0,00915,697× 10− 0,1116 0,00975,697× 10− 0,0704 0,01445,697× 10− 0,0495 0,021535,697× 10− 0,0355 0,025838,095× 10− 0,1687 0,010938,095× 10− 0,1078 0,013478,095× 10− 0,0755 0,015078,095× 10− 0,0564 0,024378,095× 10− 0,0424 0,03137



CALCULO DE LA VELOCIDAD PROMEDIO.

Para el cálculo de la velocidad utilizamos la relación entre el caudal trabajado y elárea de la sección transversal de cada una de las aperturas de compuerta.

=

Para el ejemplo tomamos el primer caudal de 5,697× 10− / y la primera áreatransversal aguas arriba de 0,0111225 , al reemplazar en la ecuación anteriortenemos:

= 5,697 × 10− /

0,0111225

= 0,05122 /

De igual manera se realiza el anterior procedimiento para cada una de las áreas

transversales y los resultados se tabulan en la tabla que a continuación aparece.

AREAS TRANSVERSALES DE TIRANTES MEDIDOS AGUAS ARRIBA YAGUAS ABAJO

Q

( ⁄ )

rea Transversal

aguas arriba()

rea Transversal

Aguas Abajo()5,697× 10− 0,0111225 0,00068255,697× 10− 0,00837 0,00072755,697× 10− 0,00528 0,001085,697× 10− 0,0037125 0,001614755,697× 10− 0,0026625 0,001937258,095× 10− 0,0126525 0,000819758,095× 10− 0,008085 0,001010258,095× 10− 0,0056625 0,001130258,095× 10− 0,00423 0,001827758,095× 10− 0,00318 0,00235275



Cálculos del perímetro mojado, profundidad hidráulica y radio hidráulicopara los valores medidos aguas arriba y aguas abajo para cada abertura decompuerta.

Perímetro Mo jado:

El perímetro mojado se define como la suma de dos veces el tirante más el anchodel canal.

= ( ∗ ) +

= (2∗0,1483) + 0,075 ⟹ = ,

Q

(

⁄ )

V

(M/S)

AGUAS ARRIBA

V

(M/S)

AGUAS ABAJO

0,00056970,051220499 0,834725275

0,0005697 0,068064516 0,783092784

0,0005697 0,107897727 0,5275

0,0005697 0,153454545 0,352810033

0,0005697 0,213971831 0,294076655

0,0008095 0,063979451 0,987496188

0,0008095 0,100123686 0,80128681

0,0008095 0,142958057 0,716213227

0,0008095 0,191371158 0,442894269

0,0008095 0,254559748 0,344065455



Pro fun did ad Hidráulic a:

La profundidad hidráulica es la relación entre el Área y el ancho de la sección, laprofundidad hidráulica es igual al tirante.

.. () =

= ∗

Entonces: =

= ,

De igual manera se calculan y se tabulan las profundidades hidráulicas

Q

(

⁄ )

Prof. Hidráulica(m)

[aguas arriba]

Prof. Hidráulica(m)

[aguas abajo]0,0005697 0,1483 0,0091

0,0005697 0,1116 0,0097

0,0005697 0,0704 0,0144

0,0005697 0,0495 0,02153

0,0005697 0,0355 0,02583

0,0008095 0,1687 0,010930,0008095 0,1078 0,01347

0,0008095 0,0755 0,01507

0,0008095 0,0564 0,02437

0,0008095 0,0424 0,03137

Q

(

⁄ )

perímetro mojado(m)

[aguas arriba]

perímetro mojado(m)

[ aguas abajo]0,0005697 0,3716 0,0932

0,0005697 0,2982 0,09440,0005697 0,2158 0,1038

0,0005697 0,174 0,11806

0,0005697 0,146 0,12666

0,0008095 0,4124 0,09686

0,0008095 0,2906 0,10194

0,0008095 0,226 0,10514

0,0008095 0,1878 0,12374

0,0008095 0,1598 0,13774



Rad io Hid rául ico:

El Radio hidráulico es la relación entre el área de la sección transversal y el

perímetro mojado.

=

= 0,0111225

0,3716

= 0,02993

Q

(

⁄ )

Radio hidráulico

(m)[aguas arriba]

Radio hidráulico

(m)[aguas abajo]

0,0005697 0,029931378 0,007322961

0,0005697 0,02806841 0,007706568

0,0005697 0,024467099 0,010404624

0,0005697 0,021336207 0,013677367

0,0005697 0,018236301 0,015294884

0,0008095 0,030680165 0,008463246

0,0008095 0,027821748 0,009910241

0,0008095 0,02505531 0,010749952

0,0008095 0,022523962 0,014770891

0,0008095 0,019899875 0,017081095

Cálculos del Número De Reynolds, Número de Froude y Tipo de Régimen:

Para calcular el No de Reynolds debemos tener la velocidad que hemos calculado

inicialmente, la viscosidad cinemática del agua a 29°C es de 8,513 × 10−

⁄ .

= ̅ ∗ ℎ

= 0,051220499/ ∗ (0,029931378)

8,513 ∗ 10− /

= ,



Para calcular el número de Froude de igual manera necesitamos las velocidadesque ya calculamos, y dividirla entre la raíz cuadrada de la gravedad por la Prof.Hidráulica.

= ̅

√ ∗ (. )

= 0,051220499 /

√ 9,81 / ∗ (0,1483)

= ,

AGUAS ARRIBA

Q Re N° Froude Clasificación

0,0005697 1800,89289 0,042465743 TURBULENTO -SUBCRITICO




0,0005697 4583,64233 0,362583405 TURBULENTO-SUBCRITICO








AGUAS ABAJO

Q Re N° Froude Clasificación

0,0005697 7180,383689 2,793755298 TURBULENTO-SUPERCRITICO










GRAFICAS DE ⁄

Primero realizamos el cálculo de

⁄ para los caudales utilizados y los

tabulamos.

Q

(

⁄ )

tirantes aguas arriba

(m)

⁄

[Aguas

arriba]

tirantes aguas abajo

(m)

⁄

[Aguas

abajo]

0,0005697 0,1483 0,000133718 0,0091 0,035513062

0,0005697 0,1116 0,000236125 0,0097 0,031255571

0,0005697 0,0704 0,00059337 0,0144 0,014182276

0,0005697 0,0495 0,001200219 0,02153 0,006344287

0,0005697 0,0355 0,002333534 0,02583 0,004407802

0,0008095 0,1687 0,000208633 0,01093 0,04970177

0,0008095 0,1078 0,000510946 0,01347 0,032724799

0,0008095 0,0755 0,001041641 0,01507 0,026144821

0,0008095 0,0564 0,001866612 0,02437 0,009997723

0,0008095 0,0424 0,003302786 0,03137 0,006033692



PARA Q = 0,0005697 (

⁄ ) AGUAS ARRIBA

PARA Q = 0,0008095 (

⁄ ) AGUAS ARRIBA

⁄

TIRANTES

0,000133718 0,1483

0,000236125 0,1116

0,00059337 0,0704

0,001200219 0,0495

0,002333534 0,0355

⁄ TIRANTE

0,000208633 0,1687

0,000510946 0,1078

0,001041641 0,0755

0,001866612 0,0564

0,003302786 0,0424

T I R A N T E S

V2/2G

Y vs V2/2g



PARA Q = 0,0005697 (

⁄ ) AGUAS ABAJO

⁄ TIRANTE

0,035513062 0,0091

0,031255571 0,0097

0,014182276 0,0144

0,006344287 0,02153

0,004407802 0,02583

T I R A N T E S

V2/2G

Y vs V2/2g

T I R A N T E S

V2/2G

Y vs V2/2g



PARA Q = 0,0008095 (

⁄ ) AGUAS ABAJO

GRAFICAS DE Y/b vs F

= 7,5 = 0,075

PARA Q = 0,0005697 (

⁄ ) AGUAS ARRIBA

F y/b

0,04246574 1,97733333

0,06505103 1,488

0,1298349 0,93866667

0,22021285 0,66

0,3625834 0,47333333

⁄

TIRANTE

0,04970177 0,010930,032724799 0,01347

0,026144821 0,01507

0,009997723 0,02437

0,006033692 0,03137

T I R A N T E S

V2/2G

Y vs V2/2g



PARA Q = 0,0008095 (

⁄ ) AGUAS ARRIBA

N° Froude y/b

0,049733436 2,249333333

0,097362775 1,437333333

0,166111866 1,006666667

0,257277869 0,752

0,394704702 0,565333333

Y / B

N° DE FROUDE

F VS Y/b

Y / B

N° DE FROUDE

F VS Y/b



PARA Q = 0,0005697 (

⁄ ) AGUAS ABAJO

PARA Q = 0,0008095 (

⁄ ) AGUAS ABAJO

N° Froude y/b

2,793755298 0,121333333

2,538591674 0,129333333

1,403481571 0,192

0,767687392 0,287066667

0,584203081 0,3444

N° Froude y/b

3,015718798 0,145733333

2,204294882 0,1796

1,862735569 0,200933333

0,905811421 0,324933333

0,620225057 0,418266667

Y / B

N° DE FROUDE

F VS Y/b



Y / B

N° DE FROUDE

F VS Y/b

determinacion de regimen de flujo de un canal terminado jc

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