UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIASEDE PALMIRADEPARTAMENTO DE INGENIERIA Y ADMINISTRACION

PRESENTADO POR:DIEGO EDINSON HINCAPI VILLAPRACTICA N2FLUJO UNIFORME EN CANALES

1. OBJETIVOS1.1 OBJETIVO GENERALIdentificar en el banco hidrulico del Laboratorio un tipo de flujo Uniforme en el cual se puedan obtener los coeficientes de Chezy (C) y de Manning (n).1.2 OBJETIVO ESPECIFICO Determinar a lo largo del canal cual es el tirante donde se mantiene constante el flujo uniforme, para garantizar las condiciones de un flujo normal.

2. INTRODUCCINEl Flujo Uniforme indica que los parmetros de tirante, velocidad, rea, etc, no cambian con el espacio lo cual genera que ciertas caractersticas como profundidad, rea transversal, velocidad y caudal en todas las secciones del canal sean constantes. As mismo, la lnea de energa, la superficie libre del agua y el fondo del canal deben ser paralelos. (Villn, 2.008)En el ao de 1769 el Ingeniero Francs Antaine Chezy desarrollaba probablemente la primera ecuacin que modela el flujo uniforme, con la famosa ecuacin de Chezy que se expresa como: Ecuacin 1.Donde:V= velocidad media del canal en m/s.C= Coeficiente de Chezy que depende de las caractersticas del escurrimiento y de la naturaleza de las paredes.R= radio hidrulico, en m.S= pendiente de la lnea de energa, para el flujo uniforme. (Ven te Chow, 2004)La frmula de Manning se usa en muchas partes del mundo. y Se genera de considerar en la frmula de Chezy un coeficiente C, de forma monmica, igual a: Ecuacin 2.Luego: Ecuacin 3. Ecuacin 4.La ecuacin 4, es la ecuacin de Manning en donde:V= velocidad en m/s.R= radio hidrulico, en m.S= pendiente de la lnea de energa, en m/m.n= coeficiente de rugosidad; se ha estandarizado ciertos valores propuestos por Horton, se usan los mismos valores que se utilizan en la frmula de Ganguilet Kutter. (Villn, 2004)3. MATERIALES Y METODOSLos materiales necesarios para el desarrollo de la prctica son: Canal hidrulico. Regla de medicin. Cubeta Lignmetros. Marcador. Cronmetro. Corcho.

Imagen 1. Canal hidrulico del laboratorio.Se utiliza un canal en este caso rectangular; el cual tiene una longitud de 11 metros con base de 0.20 metros; donde presenta un mecanismo de engranajes y barras para graduar la pendiente y los taludes. La pendiente tiene una escala de referencia tanto en centmetros como grados y los taludes en grados.El procedimiento realizado en el Laboratorio para el flujo uniforme en canales, es el siguiente:1. Se ubica a lo largo del canal rectangular 8 Lignmetros, para medir los tirantes en distintos puntos.2. Verificamos que la pendiente inicialmente sea del 0 , con el fin de establecer la seccin en donde se est presentando el flujo uniforme y tenerla como referencia para usarla en los clculos correspondientes a la pendiente 1 .3. Se da inicio a la bomba que impulsa el volumen de agua, en el cual el caudal se regula con una vlvula de control.4. A continuacin se miden los tirantes que arrojan los Lignmetros; donde se observa que hay una seccin en la que el comportamiento del tirante es el mismo, el cual cumple las condiciones de flujo uniforme y con el cual se inician los clculos.5. Por ltimo se realiza un aforo volumtrico vs tiempo 6. A continuacin se repiten los pasos 3 y 5 (cuatro veces) regulando la vlvula de control donde se ir disminuyendo gradualmente el cierre de la vlvula al paso del caudal.

7. RESULTADOSLos siguientes resultados resuelven los pasos de la metodologa.7.1 tablas de datos por caudal obtenido

Tabla 2. Resultados finales

Grafica 1 Coeficiente de Chezy

Grfica 2. Valor grfico del coeficiente n de Manning.

8. DISCUSIN DE LOS RESULTADOS Se puede analizar el valor del Coeficiente de Chezy va disminuyendo con valores desde 45.912 hasta 28.314. y grficamente El valor de c como la pendiente de la grfica es de 37.229La relacin funcional que existe entre el C de Chezy y el caudal, es de tipo dependiente; ya que a medida que se disminuye el caudal, C tambin lo hace, es decir que este coeficiente depende del valor del caudal, lo cual se evidencia en la variacin de las caractersticas de escurrimiento del canal.

El valor encontrado tericamente de n de Manning varia de 0,014 0,022, el valor de la pendiente en la grfica 2; da un valor de n igual a 0,018; comparado con lo que est en la literatura es de 0,009 0,013. Se puede ver que no recogen en el rango de la literatura, pero si se encuentra una aproximacin muy cercana de la rugosidad en el primer caudal. Confirmado la teora-practica descripta en el laboratorio.

9. CONCLUSIONES Se debe tener en cuenta, que el coeficiente de Chezy depende de la geometra de la seccin del canal, del radio hidrulico Rh, Caudal, pendiente y velocidad. Con el cierre gradual de la vlvula, generando cambios en el Rh, y en consecuencia la variacin del coeficiente de Chezy C.

El flujo uniforme se desarrollara a lo largo de los tramos requeridos, si la resistencia se balancea con las fuerzas gravitacionales, ya que la magnitud de la resistencia depende de la velocidad del flujo (gasto de flujo uniforme).

Las fugas de agua presentadas a lo largo de la longitud del canal, generan pequeos errores a la hora de tomar los datos del canal. 10. BIBLIOGRAFA

Ven Te Chow. Hidrulica de Canales abiertos. Mag Graw Hill. Santaf de Bogot, 2004. Pginas: 87-99. Mximo Villn. Hidrulica de Canales. Lima, Per, 2008. Pginas: 62-71.