UNIVERSIDAD RICARDO PALMA

Facultad de Ingeniería

Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil

Hidrología

Foronomía

Alumno: MELGAR TORNERO, HUGO

PROFESOR: Ing . Gonzales Linares Cesar

GRUPO: 01

2015 – 0

PROBLEMA

En cuanto a los canales estos siempre son de

sección irregular cuando estos son naturales,

cuando son diseñados en cambio tienen secciones

conocidas. Pero para saber el área de un canal

irregular con el fin de hallar su caudal, se han

creado distintas formas de medición. En el

experimento siguiente se tuvo una sección

transversal de área no conocida pero se llego a

descubrir la magnitud de esta y por lo tanto también

su caudal.

Foto: medición de la base del canal al pelo de agua

CONCEPTO

En dinámica de fluidos, caudal es la cantidad de fluido que

circula a través de una sección del ducto (tubería, cañería,

oleoducto, río, canal,...) por unidad de tiempo.

Normalmente se identifica con el flujo volumétrico o

volumen que pasa por un área dada en la unidad de

tiempo. Menos frecuentemente, se identifica con el flujo

másico o masa que pasa por un área dada en la unidad de

tiempo.

Si el flujo es normal a la superficie o sección considerada,

de área A, entre el caudal y la velocidad promedia del fluido

existe la relación:

En el caso que el caudal circule en un canal, este se puede

medir de diversas formas:

Medición directa.- utilizando instrumentos de medición

como correntómetros, tubos de prandt, tubos de pitot, etc.

Medición por estrechamiento.- vertederos, parshall,

venturímetros, orificios, etc

Medición con elementos.- estos pueden ser químicos y

incluso radioactivos; trazas químicas y radioactivas.

En ingeniería se denomina canal a una construcción

destinada al transporte de fluidos líquidos y que, a

diferencia de las tuberías, es abierta a la atmósfera.

También se utilizan como vías artificiales de navegación. La

descripción del comportamiento hidráulico de los canales es

una parte fundamental de la hidráulica y su diseño

pertenece al campo de la ingeniería hidráulica, una de las

especialidades de la ingeniería civil.

Cuando un fluido es transportado por una tubería

parcialmente llena, se dice que cuenta con una cara a la

atmósfera, por lo tanto se comporta como un canal.

OBJETIVO

Hallar el caudal que transcurre por una sección del canal de

laboratorio de hidráulica con el uso de una regla metálica y

un tubo de prandtl.

RECURSOS

Tubo de prandtl

Canal de pendiente variable

Regla metálica

Ladrillos de 0.10x0.06cm2

PROCEDIMIENTO

Se comenzó estableciendo la pendiente del canal, la cual

debe ser muy cercana a cero para el experimento; puesto

que, se usa 10-4, 10-5 para canales.

Luego se escurrió agua a lo largo del canal en el cual se

colocó la fila de ladrillos para generar un cambio de

sección.

Se tomaron los datos de la sección del canal y la sección

del ladrillo.

Una vez que el flujo del canal

quedo en equilibrio, se

empezaron a tomar las

medidas a 0.2 y 0.8 de la

distancia total del fondo del

canal al pelo de agua, en los

márgenes izquierdo, derecho y

en el centro del canal.

Con estos datos de alturas y el valor de la gravedad,

reemplazados en la formula Vm = √2∗g∗h Podemos hallar

las velocidades para cada una de las alturas tomadas

Y así con las áreas de los márgenes izquierdo, derecho y del

centro hallar tres caudales que sumados darán como

resultado el caudal total que transcurre por esa sección

DATOS

Aforo: 02-02-15

Hora: 10:05am

Canal: Urp-flume

Sección del canal: 0.30mx0.10m

Sección de ladrillo: 0.10mx0.06m

Sección de medición: 6 metros aguas arriba de

salida del canal

Eje horizontal h=0.2d h=0.8d V0.2 V0.8

0.0 x x x x0.1 2.7cm 2.3cm 0.73 0.670.2 3.4cm 0.82

0.27 2.8cm 2.5cm 0.74 0.70

CALCULOS

Caudal 1

Vprom = 0 .73+0 .67

2Vprom = 0.70m/s

Area = 0.1x0.1Area = 0.01m2

Q1 = 0.70x0.01 = 0.007m3/s

Caudal 2

V = 0.82m/s

Area = 0.1x0.04Area = 0.004m2

Q2 = 0.82x0.004 = 0.00328m3/s

Caudal 3

Vprom = 0 .74+0 .70

2Vprom = 0.72m/s

Area = 0.72x0.1Area = 0.0072m2

Q3 = 0.72x0.01 = 0.0072m3/s

Caudal total

ΣQ = 0.007 + 0.00328 + 0.0072 = 0.01748m3/s

QT = ATxVT = 0.024x0.75 = 0.018 m3/s

OTROS CALCULOS

Para un tramo de 6m el número de Froude es:

F0.70 = 0.70

√9,81∗6 = 0.0912 < 1

F0.82 = 0. 82

√9,81∗6 = 0.1069 < 1 Régimen Subcrítico

F0.72 = 0. 72

√9,81∗6 = 0.0938 < 1

Profundidad hidráulica de calado:

ym = 0.024m 20.30m = 0.08m

GRAFICO

0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22 0.24 0.26 0.280

0.0020.0040.0060.008

0.010.0120.0140.0160.018

0.02

Distancia vs Q acum

Distancia(m)

Q a

cum

(m3/

s)

Q Q acum Eje Horizontal

0,0070 0,00700 0,10

0,00328 0,01028 0,20

0,0072 0,01748 0,27

CONCLUSIONES

Del experimento se concluye, que podemos hallar el

área de un canal de cualquier tipo de sección

irregular, dividiendo esta en pequeñas secciones

regulares de áreas conocidas.

Al usar el tubo de prandtl observamos que la

profundidad de un canal tiene una relación

inversamente proporcional con la velocidad del flujo

en una misma sección, es decir que a mayor

profundidad la velocidad disminuirá.

Se puede deducir que el pelo de agua no hubiese

variado de colocar el ladrillo de la sección de

costado o pegado a las paredes del canal.