laboratorio de fluidos

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES

“AÑO DE LA INVERSIÓN PARA LA SEGURIDAD ALIMENTARIA”

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA CIVIL

CÁTEDRA : LABORATORIO DE MECÁNICA

DE FLUIDOS E HIDRÁULICA

TEMA : MEDICIÓN DE LA ENERGÍA

CATEDRÁTICO : HUATUCO GONZALES, MARIO

ALUMNO : ENRÍQUEZ PINEDO, JHIM ERICK

FECHA DE ENSAYO : LUNES 1 DE JULIO DEL 2013

SEMESTRE : VII - C1

HUANCAYO – PERÚ

2013– I

Facultad de Inginiería Civil


I.- INTRODUCCIÓN

El presente informe tiene como objetivo determinar la evolución del perfil de la superficie libre y de la velocidad media, para luego calcular la pendiente (S).

En el proceso del ensayo se debe proceder a determinar el tirante, la presión vertical y presión horizontal.

Las limitaciones del ensayo realizado fueron mínimas ya que se contaba con la experiencia del docente y la participación optima de los alumnos.

Al finalizar dicho ensayo se logró determinar la pendiente del canal para cada punto tomado.



II.- OBJETIVOS

1. Determinar la evolución del perfil de la superficie libre y de la velocidad media.2. Calcular las pendientes en los cinco puntos tomados.

III.- EQUIPOS Y/O MATERIALES

1. Equipo: Canal de Fluidos de 1m. de longitud

2. Banco Hidráulico - FME 00



3. Tubo Pitot



IV.- PROCEDIMIENTOS

4.1.- DESARROLLO EXPERIMENTAL:

1.1.1. El equipo de Canal de Fluidos de 1m. de longitud (FME - 25), se instaló sobre el banco hidráulico.

1.1.2. Se enciende el banco hidráulico.1.1.3. Se coloca el tubo pitot; para luego definir los puntos de evaluación.


CRONÓMETROINDICADORPIEZÓMETRO


1.1.4. Se gradúa a un caudal constante.1.1.5. Después se procede a tomar lecturas de la altura del peralte, y de las alturas

del tubo pitot; pero respectivamente en cada punto de evaluación.1.1.6. Con la ayuda de una regla se procede a medir la longitud entre puntos de

evaluación y el ancho o solera del canal.b ( solera )=4cmLongitud=38.5cm

1.1.7. Con la ayuda del piezómetro, cronómetro y un indicador se afora el caudal del flujo.



1.1.8. En el presente ensayo se repitió cuatro veces los pasos 4.3 hasta 4.5., y el 4.7. Pero con distintas graduaciones del caudal del fluido.

4.2.- TABLA DE REGISTRO DE DATOS

PENDIENTE POSITIVA

DATOS S1 S2 S3 S4 S5TIRANTE (cm) 12 11.2 12.1 12.3 12.5PV (cm) 68 67 61 58 56PI (cm) 67 65 57 56 52

H 1 2 4 2 4

PENDIENTE NEGATIVA

DATOS S1 S2 S3 S4 S5TIRANTE 17 11.4 13.2 13.9 14.3PV2 72 74 61 75 73PI2 70 72 57 68 65

H 2 2 4 7 8

4.3.- CÁLCULOS

FORMULAS

Dónde: V= Velocidad Δh= Variación de altura A= áreaP= perímetro de la sección sombreada

CON EL PRIMER DATO

Q=0.006/17.75 = 0.000338 m3/s

Punto 1:


V= (2gΔh)1/2

Q= Vol. / T

S= n2XV2/Rh3/4

Rh= A/P


A=0.04 x 0.12 A=0.0048 m2

P= 0.04+0.012+0.012 P= 0.28 m

Rh=0.0048/0.28 Rh= 0.0171 m

V= (2 x 9.81 x 0.01) 1/2

V=0.443 m/s

S= 0.0102 x 0.4432/0.01713/4

S=0.0000009295

Resumen de cálculo de datos

PENDIENTE POSITIVA

V= 0.443 0.626 0.886 0.626 0.886 m/sA= 0.0048 0.00448 0.00484 0.00492 0.005 m2p= 0.28 0.264 0.282 0.286 0.29 m

Rh= 0.0171 0.0170 0.0172 0.0172 0.0172 m

S0.000000929

5 0.0000018449 0.00000372140.000001863

9 0.0000037341

PENDIENTE NEGATIVA

V= 0.626 0.626 0.886 1.172 1.253 m/sA= 0.0068 0.00456 0.00528 0.00556 0.00572 m2p= 0.38 0.268 0.304 0.318 0.326 m

Rh= 0.0179 0.0170 0.0174 0.0175 0.0175 m

S 0.0000019199 0.0000018486 0.00000375470.000006603

60.000007567

0

4.4.- TABLA DE DATOS PROCESADOS



S1 S2 S3 S4 S5

Y1V10.000000929

5 0.0000018449 0.0000037214 0.0000018639 0.0000037341

Y1V20.000001919

9 0.0000018486 0.0000037547 0.0000066036 0.0000075670

4.5.- GRAFICO

V.- CONCLUSIONES

JHIM ERICK ENRÍQUEZ PINEDO

1. Se demostró que a mayor radio hidráulico, el perímetro mojado será mínimo. Lo que concuerda con el libro de “Introducción a la mecánica de fluidos” de Robert W. Fox., en el capítulo 10 de Canales Abiertos en el punto 10.5.3. Sección transversal optima del canal (la sección transversal tiene un radio hidráulico máximo cuando el perímetro mojado es mínimo.)

2. Las presiones que ejercen en un canal abierto son solo atmosféricas y dependerán solo del peso y la gravedad que actúa en ella.

3. El flujo que experimentan los canales abiertos son turbulentos, por lo que se requiere relacionar el esfuerzo de corte y el gradiente de velocidad, para ello se usara el coeficiente de rugosidad de Mannig. “Introducción a la mecánica de fluidos” de Robert W. Fox., en el capítulo 10 de Canales Abiertos en el punto 10.5.2. la correlación de Mannig para la velocidad.

4. Los canales abiertos se proyectan para poder transportar un determinado flujo donde la pendiente sea mínima.


1 20.0000000000

0.0000010000

0.0000020000

0.0000030000

0.0000040000

0.0000050000

0.0000060000

0.0000070000

0.0000080000

PENDIENTE - S

Series1Power (Series1)


VI.- RECOMENDACIONES

JHIM ERICK ENRÍQUEZ PINEDO

1. Se recomienda maximizar el canal rectangular cuando el tirante sea la mitad del ancho del canal.

2. Se recomienda utilizar canales abiertos por ser de gran facilidad de transporte.

3. Se recomienda utilizar el número de Mannig en canales abiertos como relación entre el esfuerzo de corte y gradiente de velocidad, siendo un indicador de regulación.

4. Se recomienda utilizar las pendientes de 1/1000 y en tramos más largos 5/10000.

INFORME Nº 001-2013-VI-B1-FIUPLA-HYO.

A : ING. CASTRO BALBÍN EDWARD,

Docente del curso de CAMINOS II de Ingeniería Civil – UPLA

DE : GRUPO DE TRABAJO

Estudiantes del curso de Caminos II de Ingeniería Civil UPLA

ASUNTO: VISITA A LA CANTERA DE SAN JERÓNIMO DE TUNAN

FECHA : HUANCAYO, 12 DE ABRIL DEL 2013



Con un saludo cordial y afectuoso a su persona presentamos el informe de

visita a la cantera de San Jerónimo de Tunan con el objetivo de estudiar y analizar los

agregados que se extraen para el cual se ha tomado en cuenta la ubicación,

delimitación del área, calicata de cantera y sus características.

Sin otro particular, paso a detallar el estudio de la cantera.

LOS ALUMNOS Aula B1- VI ciclo

INTRODUCCIÓN

El presente trabajo ha sido elaborado con la finalidad de desarrollar los

aspectos más resaltantes del tema relacionado al estudio de la cantera ubicada en el

distrito de San Jerónimo de Tunan, administrado por el Dirección Regional de

Transportes y Comunicaciones .El conocimiento básico de la cantera es importante

para los ingenieros civiles porque su uso de los materiales de los agregados está

presente en el concreto y asfalto para la construcción de edificios, carreteras y otras

estructuras lo cual al tener una visión global de su extracción, monitoreo, alcances y

utilización de acuerdo a la norma técnica E – 060, contribuirá a mejorar las técnicas de

construcción.

Las canteras ubicadas en la margen izquierda del rio Mantaro y su cercanía a

esta garantizan que el material obtenido estará dentro de los parámetros de calidad de

los agregados. De acuerdo a los datos obtenidos en el lugar por trabajadores que

residen en la planta de extracción y procesamiento de los agregados, estos alcanzan



su calidad por contar con una chancadora de nivel óptimo, única en la región

Junín y por ello que su utilización en las obras civiles de los diferentes distritos cobra

una gran importancia por ser este material una garantía en la resistencia, durabilidad y

calidad de las mismas.

1.- UBICACIÓN:

DEPARTAMENTO : JUNÍN

PROVINCIA : HUANCAYO

DISTRITO : SAN JERÓNIMO DE TUNAN

LUGAR : CANTERA DE SAN JERÓNIMO (UBICADA A 16 KM

DE LA CIUDAD DE HUANCAYO)

2.- DELIMITACIÓN DEL ÁREA



Nº ORIENTACIÓN DISTRITOS PROVINCIAS

1) Norte CONCEPCIÓN CONCEPCIÓN

2) Sur SAN PEDRO DE SAÑO HUANCAYO

3) Este INGENIO HUANCAYO

4) Oeste CONCEPCIÓN CONCEPCIÓN

3.- PLANO DE UBICACIÓN



4.- CARACTERÍSTICAS DE LA CANTERA

a. EXTENSIÓN

En lo que concierne a su superficie total de la cantera del distrito de San

Jerónimo de Tunan, es de aproximadamente de

b. ALTITUD

Tiene una altitud de 3 274 metros sobre el nivel del mar

c. VOLUMEN

5.- CALICATA DE LA CANTERA



Descripción

El suelo de la cantera inicia con un suelo orgánico de color negruzco de 70 cm en el mayor de los casos, al observar más a fondo se logra distinguir un suelo suelto de características sedimentarias conformado por bolones, cantos rodados, grava gruesa, grava fina, arena gruesa y arena fina; los cuales están entremezclados en estratos que varían de 20 a 30 cm en su gran mayoría y algunos con mayor uniformidad que otros. La altura del estrato es de 8 m aproximadamente llegando hasta la napa freática o roca madre.

Características

PROFUNDIDAD

ESPESOR O

POTENCIASÍMBOLO DESCRIPCIÓN

70 cm

70 cm O

COLOR Negro rojizo

FORMA Granular

Partículas Suelo

TAMAÑO MAS GRANDE DE LAS PARTÍCULAS

5 cm

% DE BOLOS 0%

% DE CANTOS 10%

% DE GRAVA GRUESA 10%

% DE GRAVA FINA 10%

% DE ARENA GRUESA 0%

% DE ARENA MEDIA 5%

%DE ARENA FINA 0%

% DE FINOS 50%

ÓXIDOS Inapreciable

CARBONATOS Ninguna

TIPO DE ROCA Sedimentaria

250 cm 180 cm C1 COLOR Gris blanquecino

FORMA Granular



PARTÍCULAS Suelo


30 cm

% DE BOLOS 5%

% DE CANTOS 10%


% DE GRAVA FINA 15%


% DE ARENA MEDIA 20%

%DE ARENA FINA 25%

% DE FINOS 1%


CARBONATOS Ninguna

TIPO DE ROCA Sedimentario

500 cm

250 cm C2

COLOR Gris blanquecino

FORMA Granular

PARTÍCULAS Suelo


35 cm

% DE BOLOS 25%

% DE CANTOS 10%


% DE GRAVA FINA 10%


% DE ARENA MEDIA 25%

%DE ARENA FINA 5%

% DE FINOS 0%


CARBONATOS Ninguna

TIPO DE ROCA Sedimentaria



6.-TIPO DE EXPLOTACIÓN:

Avance frontal y frente de trabajo de altura creciente:

- Es la alternativa más frecuente por la facilidad de apertura de las canteras y a la mínima distancia de transporte inicial hasta la planta de tratamiento

- El frente de trabajo está siempre activo, salvo en alguna pequeña zona.

- El frente es progresivamente más alto, por lo que es inviable proceder a la restauración de los taludes hasta que no finalice la explotación.

7.- ESTADO DE LA CANTERA ACTUALMENTE:


1º Estrato “0”


a. PRODUCCIÓN

La producción en la cantera de San Jerónimo de Tunan es de 200 m3

por día.

b. EQUIPAMIENTO

Se cuenta con lo siguiente:

- Un volquete.

- Un cargador frontal

- Una chancadora.

c. PRECIOS DE LOS AGREGADOS


10º Estrato “C2"

8º Estrato “C1”


CONCLUSIONES

Luego de analizar la cantera se llegó a las siguientes conclusiones:

- Se encontró una cantera con mayor cantidad de bolones, cantos

rodados y grava gruesa.

- En la calicata se encontró un suelo orgánico de 70 cm de espesor y el

resto de material suelto.



- La cantera está ubicada estratégicamente para el aprovechamiento

de su transformación.

- El material que se encuentra en la cantera es limpio por estar cercano al

rio Mantaro.

- Los ensayos de granulometría y resistencia de los agregados cumplen

con la norma técnica.

- El impacto ambiental es negativo por no tener planes de recuperación de

taludes.

RECOMENDACIONES

- Se recomienda utilizar los agregados de esta zona para la preparación

de concreto y asfalto.

- Se recomienda excavar una profundidad de 90 cm para el

aprovechamiento de los agregados.



- Se recomienda utilizar maquinaria pesada (volquetes, cargador

frontal) para su mejor aprovechamiento.

- Se recomienda tamizar el material de cantera para separar por tamaño.

- Se recomienda utilizar las piedras más grandes para el chancado de

esta misma.

- Se recomienda realizar una rehabilitación del área degradada bajo el

criterio de ingeniero ambiental.

RESULTADOS

1. ACTIVIDADES MAS DAÑINAS En la ejecución de excavación manual el contraste escénico se ve afectado por

el desmonte producido. En la ejecución en las obras de concreto se generaran residuos sólidos (bolsas

de cemento). En el cierre al realizar la desmantelación del canal se afectara la calidad del

aire.2. FACTORES MAS PERJUDICADOS



El factor más perjudicado es el factor suelo por generarse residuos solidos en proporción mayor a las otras.

ANEXOS


laboratorio de fluidos

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