INFORME TECNICO N012-2011-UPLA

INFORME TECNICO N012-2012-UPLA

I.DATOS GENERALES:

1.1ASIGNATURA:

Laboratorio de Mecnica de Fluidos e Hidrulica

1.2PARTICIPANTE:

Pea Quispe Luis Cesar

1.3CODIGO

A81666F

1.4TITULO DEL ENSAYO

Control de nivel utilizando sifones

1.5GRUPO

Mircoles 3:15 5:30

1.6FECHA

04 DE DICIEMBRE 2012

II. EQUIPOS Y/O MATERIALES

FME25 CANAL DE FLUIDOS DE 1M. DE LONGITUD

FME00 BANCO HIDRAULICO

CRONOMETRO

DESCRIPCIN

Este mdulo ha sido diseado para estudiar el comportamiento del agua fluyendo a travs de un canal de un metro. Est constituido bsicamente por un canal con una seccin rectangular y paredes transparentes por el que se le hace circular al agua. Tiene un mecanismo que permite variar la inclinacin del canal y puede ser situado encima del Banco Hidrulico (FME00). El agua se toma del depsito del Banco Hidrulico (FME00) del Grupo de Alimentacin Hidrulica Bsico (FME00/B) mediante una bomba y por medio de la tubera es conducida al depsito donde se encuentra un tranquilizador de flujo, despus circula por el canal y cae al depsito de captacin, volviendo al depsito de almacenamiento, completando as el circuito cerrado

POSIBLES PRCTICAS

Estudio y demostracin de las propiedades de los fluidos en canales abiertos. Medicin de la altura y velocidad del agua a lo largo del canal.

Control del caudal mediante compuertas.

Control de nivel mediante sifones.

Clculo del caudal de agua.

Otras posibles prcticas:

Llenado del tubo de Pitot.

Uso de regletas para la medicin de la altura del agua.

ESPECIFICACIONES

Canal de seccin rectangular con paredes de metacrilato transparentes, con 1 m. de longitud. Tuberas rgidas y flexibles.

Vlvulas de regulacin.

Depsito de almacenamiento.

Depsito con tranquilizador de flujo.

Sistema de conexin rpida incorporado.

Estructura de aluminio anodizado.

DIMENSIONES Y PESO

Dimensiones: 1500 x 500 x 500 mm. aprox.

Peso: 40 Kg. aprox.

ACCESORIOS DISPONIBLES

FME25TP. Tubo Pitot.

FME25CV. Compuerta plana vertical.

FME25SDL. Sifn.

FME25RMC. Regletas para la medicin de la altura del agua.

FME00. Banco Hidrulico

DESCRIPCIN

Equipo para el estudio del comportamiento de los fluidos, la teora hidrulica y las propiedades de la mecnica de fluidos. Compuesto por un banco hidrulico mvil que se utiliza para acomodar una amplia variedad de mdulos, que permiten alestudianteexperimentarlosproblemasqueplanteala mecnica de fluidos. Equipo autnomo (depsito y bomba incluidos).

Innovador sistema de ahorro de agua consistente en un depsito sumidero de alta capacidad y un rebosadero que devuelve el excedente de agua a dicho depsito. Vlvula de desage fcilmente accesible.

Dispone de un depsito escalonado (volumtrico) para medir caudales altos y bajos, adems de una probeta de un litro de capacidad para caudales an ms bajos. Tubo de nivel provisto de escala que indica el nivel de agua del depsito superior. Caudal regulado mediante un vlvula de membrana.

Pantalla amortiguadora de flujo para reducir el grado de turbulencia.

Canal en la parte superior especialmente diseado para el acoplamiento de los mdulos, sin necesidad de usar herramientas. El montaje de los distintos mdulos, sin necesidad de utilizar herramientas, asegura su simplicidad. Fabricado con materiales resistentes a la corrosin lo que garantiza una larga vida til del equipo. Bomba centrifuga.

Interruptor de puesta en marcha de la bomba, seguridad y piloto de encendido. Cada mdulo se suministra completo y de fcil y rpida conexin al banco, maximizado as el tiempo disponible para que el estudiante realice su experimento de demostracin o medida. Utilizable con distintos Equipos del rea de Mecnica de

Fluidos:

Mdulos tipo FME, Equipo de Friccin en Tuberas AFT,

etc., lo que aumenta la rentabilidad.

POSIBILIDADES PRCTICAS

Medida de caudales.

ESPECIFICACIONES

Banco hidrulico mvil, construido en polister reforzado con fibra de vidrio y montado sobre ruedas para moverlo con facilidad. Bomba centrfuga 0,37 KW, 30- 80 litros/min, a 20,112,8m, monofsica 220V./50Hz 110V./60Hz. Rodete de acero inoxidable.

Capacidad del depsito sumidero: 165 litros.

Canal pequeo: 8 litros

Medida de flujo: depsito volumtrico calibrado de 07 litros para caudales bajos y de 0-40 litros para caudales altos. Vlvula de control para regular el caudal.

Probeta cilndrica y graduada para las mediciones de caudales muy bajos. Canal abierto, cuya parte superior tiene un pequeo escaln y cuya finalidad es la de soportar, durante los ensayos, los diferentes mdulos. Vlvula de cierre, en la base de tanque volumtrico, para el vaciado de ste. Rapidez y facilidad para intercambiar los distintos mdulos.

DIMENSIONES Y PESO

Dimensiones: 1130 x 730 x 1000 mm. aprox.

Peso: 70 Kg. aprox.

III. MARCO TEORICO

Una de las maneras de regular el nivel del agua en un canal es utilizando los sifones, tenemos los sifones de descarga libre y descargasumergida.

H1

H2

Calculo para la diferencia de altura =h

h= H1- H2

Universidad Peruana Los Andes - UPLA- Faculta de IngenieraCarrera Profesional de Ingeniera Civil

10Laboratorio de Mecnica de Fluidos e Hidrulica

IV. PROCEDIMIENTO

Calculo para caudal= Q

Q=V/T

1) Se verifica que no haya objetos dentro del canal que no pertenezcan al experimento2) Se conecta el tubo con el banco hidrulico y comienza el bombeo se abre despacio la vlvula con objeto de establecer un caudal relativamente bajo y que el nivel del agua aumente corriente arriba del sifn3) Observa el momento que el agua fluye por el sifn fijndose si el agua fluye parcial o totalmente, llenando el sifn4) Se abre despacio la vlvula aumentando progresivamente el caudal

5) Para cada caudal, se observa como circula el agua por el canal se toma los valores de la altura del agua h0 en el sifn y del caudal Q que fluye6) Finalice el proceso cuando el sifn se desborda

tiempo(s)litros (lt)3.513.212.5512.4512.412.291V. TABLA DE REGISTRO DE DATOS

h1h2

9.54.5

145.5

14.58.5

15.53.5

16.53

17.53

VI. DATOS PROCESADOS

tiempo(s)litros (lt)Caudalm3/s3.510.000293.210.000312.5510.000392.4510.000412.410.000422.2910.00044TABLA DE ALTURASTABLA DE CAUDALES

h1h2h

9.54.55

145.58.5

14.58.56

15.53.512

16.5313.5

17.5314.5

TABLA DE RELACION DE DATOS

0123456

Q0.0000000.00028570.00031250.00039220.00040820.00041670.0004367

h

00.005.009.005.5012.0013.5014.50

I.CUESTIONES

1. Comenzando a partir de los datos previos dibuja una curva que represente el valor corriente arriba del sifn h0 en funcin al caudal Q

Relacin h y Q

161412

h108642000.00010.00020.00030.00040.0005CAUDAL Q

tiempo(s)litros (lt)Caudal m3/s3.510.000292. Indicar para que valores de h0 y Q el sifn comienza a trabajar como tal

A partir de los siguientes valores, antes de eso el sifn no trabaja

h1h2h

9.54.55

3. Indicar cual es el valor mximo de Q admitido por el sifn

En este caudal el sifn se llena en su totalidad y comienza a trabajar al

100%

tiempo(s)litros (lt)Caudalm3/s

2.5510.00039

CONCLUSIONES

El agua que circula por el sifn depende del caudal que circule en el experimento. Se conoce que los sistemas de canales abiertos se disean con el fin de trasportar lquidos desde un lugar determinado hasta otro con una altura de cota menor a la inicial. el caudal total disponible es de 20 litros por segundo, el caudal erogado por cada sifn es de 1 litro por segundo aproximadamente, con lo que se consigue un frente de avance ms uniforme. De esta manera, se logra mejorar la eficiencia de distribucin y aplicacin del agua.El sifn nos ayuda a regular el nivel del agua en un canal

Los sifones pueden ser tan diminutos como podamos imaginar hasta verdaderas obras ingenieriles, siempre que en el caso del agua la altura entre la fuente y la parte ms elevada del sifn no supere los diez metros, porque la presin atmosfrica no puede mantener el peso de una columna de agua a esa altura. Cuando el nivel de la superficie libre del agua es mayor que la rasante del obstculo, se puede utilizar como estructura un sifn invertido Los sifones invertidos son conductos cerrados que trabajan a presin, se utilizan para conducir el agua en el cruce de un canal con una depresin topogrfica o quebrada, tambin para pasar por debajo de un camino, una va de ferrocarril, un dren o incluso otro canal. Con la finalidad de evitar la cavitacin a veces se ubica ventanas de aireacin en lugares donde el aire podra acumularse. Es igual a la resta de la elevacin por encima del nivel de referencia, la primera altura y la segunda altura.El sifn no afecta al caudal sino a la presin constante del agua.

la accin de los sifones se produce por las fuerzas de atraccin entre las molculas de agua y la gravedad terrestre. Por tanto, en todo momento se debe velar porque no penetre aire al sistema, pues se interrumpira la accin de las fuerzas moleculares del agua. La ingeniera hidrulica se auxilia de los sifones para transportar agua por encima de una elevacin.

RECOMENDACIONES

Poner horizontal el lecho del canal y comprobar q dentro del canal no exista obstculos.Tomar lecturas precisas del caudal.

Aumentar el nmero de ensayos para el trabajo en el laboratorio para tener ms informacin Realizar los ensayos con materiales de mayor precisin en cuanto a la toma de las medidas y distancias. Se recomienda tener en cuenta o conceptos del tema a tratar, para s poder aportar alguna opinin u observacin. Se recomienda trabajar en equipo y compartir ideas para as tener un concepto claro y exacto. Como estudiantes de ingeniera civil tener presente estas prcticas y aplicarlas en el, campo laboral ya que estas nos han determinado las caractersticas de cada accesorio. Medir el caudal, recolectando el agua que sale por el rebosadero en la probeta y tomando el tiempo de llenado. Recuerde que es conveniente hacer por lo menos tres medidas para hallar un caudal promedio. Se debe seguir un procedimiento riguroso para la toma de datos y as obtener resultados confiables para el anlisis de las prcticas. Se recomienda experimentar con los diseos ms comerciales para comprender la funcionabilidad y proponer nuevas alternativas para el mejoramiento de trabajo en obras. Se recomienda trabajar con diferentes longitudes en sifones para diferenciar la presin del agua. Agregar residuos slidos y sedimentos para ver cmo afecta el redimiendo del sifn.Evitar fugas en los equipos porque disminuye ya presin el sifn.