Curvas caractersticas de la velocidad y caudal en un canal de seccin circular con flujo parcialmente lleno

INFORME DE MECNICA DE FLUIDOS II1. TTULO: Curvas caractersticas de la velocidad y caudal en un canal de seccin circular con flujo parcialmente lleno

2. OBJETIVOS: Representar por medio de clculos, las curvas caractersticas de la velocidad y caudal en un canal de seccin circular con flujo parcialmente lleno. Comprobar la relacin que existe entre el tirante y el dimetro.3. MARCO TERICO

ESCURRIMIENTO EN UN TUBO PARCIALMENTE LLENO

Mediante simples consideraciones geomtricas se puede determinar el rea, permetro y dems elementos de la seccin transversal ocupada por el fluido. Los clculos se pueden simplificar con el grfico de Figura 6.6, que nos da para cada valor de la relacin y/D el correspondiente valor del rea, permetro, tirante hidrulico y radio hidrulico.

La tubera que trabaja parcialmente llena se caracteriza por la posibilidad de tener una velocidad media y un gasto mayor a los que corresponderan a tubo lleno.

4. CLCULOS Y RESULTADOS

Analizando la figura 6.7 : Se muestra en lneas continuas las curvas adimensionales para . El subndice 0 indica la condicin de flujo lleno. Si se supone que el valor de n es constante o independiente de la variacin de la profundidad, estas dos curvas representarn la variacin de las relaciones de caudal y la velocidad con sus valores correspondientes a flujo lleno (Q/Qo y V/Vo). La curva del caudal como la de la velocidad muestra valores mximos, los cuales ocurren alrededor de 0.938 y 0.81. La curva adimensional Q/Qo muestra que cuando la profundidad es mayor que alrededor de 0.82do es posible tener dos profundidades diferentes para el mismo caudal, una por encima y otra por debajo de 0.938do. La curva de V/Vo muestra que cuando la profundidad es mayor que la correspondiente a la mitad del dimetro, es posible tener dos profundidades diferentes para la misma velocidad, una por encima y otra por debajo del valor de 0.81do

CANAL DE SECCIN CIRCULAR CON FLUJO PARCIALMENTE LLENODatos :r =2.5

Ao=19.635

Po=15.708

Rh =1.25

Vo =11.60397

Qo =227.843

S =0.01

n =0.01

RELACIN ENTRE y/D Y Q/Qo V/Vo

RELACIN ENTRE EL TIRANTE (y) Y EL DIMETRO (D)

rea : A = P= rRh = Para que la velocidad sea mxima se requiere que el radio hidrulico sea mximo entonces:

es el ngulo que corresponde a la velocidad mxima.Luego:2 = 102 30El tirante es: De donde y/D= 0.81Por lo tanto, cuando el tirante es 0,81D la velocidad es mxima.

5. CONCLUSIONES La curva de gastos tiene un mximo que corresponde a y/D=0.938 para la frmula de Manning y la relacin Q/Qo es 1.076. La curva de velocidades tiene un mximo que presenta para y/D= 0.813 Corresponde a V/Vo igual a 1.140 segn Manning . Cuando el coeficiente de rugosidad es constante, la velocidad media es la misma para la mitad de la seccin circular. Cuando el tirante es 0,81D la velocidad es mxima.

6. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS