Mi Avance Final

7/23/2019 Mi Avance Final

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EXPERIENCIA Nº 1

FLUJO SOBRE VERTEDERO TRIANGULAR

Toma de Datos (Tabla 1)

Angulo θ = 90º Volume V = 0.041 m3

Altura desde el fondo del canal alvértice del vertedero ! = 0"111m"

A#ele$%#&' (e l% )$%*e(%(+g = !."1 m#s$

%rueba , -m. T&em!o -/.

1 0.1&'3!.40

3"."03".10

$ 0.1"33$.00

3$.&03$.10

3 0.14&!'.10

10!.'01$3.30

Re/ul%(o/ -T%l% 2.%rueba -/. 3$ -m45/. 6 -m. 3 -m45/. C(

1 3".& 1.0'"10*3 0.04 $.44&10*3 0.43$$ 3$.$ 1.$&110*3 0.0&$ 3.$"10*3 0.3"3 10!.30 0.3&'10*3 0.03 0.'"110*3 0.4'

C(- !$ome(&o.= 0.4""

+,-T/A2/



1" G$%78ue l% #u$*% Alu$% , */" C%u(%l $e%l 3$" -em!lee!%!el m&l&me$%(o.

2" Com!%$e el Coe7#&ee e'$&#o C( #o el Coe7#&eee:!e$&me%l C($ oe&(o e el l%o$%o$&o" Come%"

• -l +d eerimental es 0.3'0

• -l +d Terico es 0.!$

• -iste una diferencia de casi '05

4" ;Po$ 8u< e/ &m!o$%e e u mo(elo e:!e$&me%lee$ u (&/&!%(o$ (e ee$)% %l &&#&o (el #%%l>

• %ara trata de uniformi6ar (liberar de erturbaciones) el

movimiento del agua a lo largo del canal.

?" ;Cu@le/ /o l%/ m&m%/ #o(&#&oe/ !%$% #olo#%$ u*e$e(e$o>

• -l uso de estos vertederos (ort7tiles) est7 condicionadoa canales 8ue no resenten alta ermeabilidad.



• -l canal debe resentar su9ciente bordo libre ara evitarel desbordamiento del :u;o aguas arriba debido alremanso ocasionado or el vertedero.

• <a endiente del canal tiene 8ue ser suave a moderada uniforme. -n canales con endiente ronunciada> el

vertedero ocasionar7 resalto ?idr7ulico (fuerteturbulencia).

• -n canales con cortes rofundos se di9culta la medicin.• @ue el terreno no sea tan accidentado ara tener el menor

error osible• -l vertedero debe instalarse erendicular al :u;o la

cresta debe estar erfectamente lisa nivelada.

" De/#$&% !%/o % !%/o el !$o#e(&m&eo !%$%

(ee$m&%$ el #%u(%l"PROCEDIIENTO

a) edir el 7ngulo B del vertedero

b) +olocar el vertedero triangular con sus resectivos ernos

d) edir la altura desde el fondo del canal al vértice delvertedero.

e) <lenar el tan8ue con agua.

f) -ncender la bomba eserar 8ue se estabilice el :u;o.

Cg) edir el volumen del desito inmediato al vertedero.

?) edir el tirante ? en el ie6metro> aguas arriba delvertedero.

i) edir cuatro veces el tiemo t 8ue demora el agua en llenarel volumen ara ello taar el sumidero.

;) 2eetir el rocedimiento ara diferentes caudales> ara elloregular la v7lvula situada en la tubera de descarga de labomba.

" e#&o%$ lo/ !$&#&!%le/ &#o*e&ee/ 8ue /e!$e/e% !%$% (ee$m&%$ el #%u(%l $e%l 3$ e u #%%lo $o"

• +uando el :u;o arrastra material de fondo #o en susensin>

ues constitue una barrera al :u;o 8ue ocasiona la

acumulacin de material al ie de la estructura> modi9cando

rogresivamente el valor de altura a la cresta del vertedor.



• -n canales con seccin oco uniforme se recomienda tomar

varias medidas del anc?o de ese;o de agua a lo largo del

tramo de aroimacin (agua arriba) ara tomar un valor

romedio. in embargo> es recomendable elegir tramos

uniformes.

• <a altura de carga debe ser medida aguas arriba del vertederoa una distancia entre 3 a 4 veces la carga m7ima eserada (d

= 3 a 4?1ma)> con relacin a la cresta del vertedero> ver Eigura

de aba;o> ero ?a veces en 8ue a esa distancia el fondo del

canal uede ser irregular.

•

" D%$ #o#lu/&oe/ $e/!e#o % l% e:!e$&e#&%"

• -l uso de vertederos es ara medicin desfogue de algFn

caudal.• -l vertedero en forma de V es usado ara medicin a caudales

or ser m7s sensibles a la variacin de ?.• -n vertederos de borde agudo tienden a deteriorarse con el

tiemo la calibracin uede verse afectada or la erosin de la

cresta.• Antes de un vertedero siemre debe eistir un disiador de

energa.

• Alguna medicin incorrecta de ?> > o @r ocasiona grandes

errores en los c7lculos.

" D%$ $e#ome(%#&oe/ $e/!e#o % l% e:!e$&e#&%"



• <a medicin del caudal real debe reali6arse de otra manera>

G%or 8uéH Al tomarse el tiemo en la eeriencia• e tomo desde 8ue corri la rimera gota or el vertedero> el

nivel de carga aumento ?asta 8ue se uniformi6o ero ese

tiemo 8ue corre afecta la medicin de los c7lculos.

• o es lo mismo tomar el tiemo con el nivel ? uniformi6ado8ue con el nivel ? ?asta 8ue se uniformice.

EXPERIENCIA Nº 2

FLUJO SOBRE VERTEDERO RECTANGULAR

Re#ole##&' (e D%o/ -T%l% 1.

0 = 4." Ig. f = 14." Ig.-S'lo !%$% #o$ol%$ el &em!o.

%rueba -H)". 6 -m. -/.

11.$ 0.0$! 3&.301.3 0.030 3'.3'1.4 0.0$" 3'.4

$1.& 0.03" $."01.! 0.03" $&.1"1.! 0.03! $.31

31.1 0.0$ 41.!&1.$ 0.0$' 4$.01.$ 0.0$& 4$.&'

41&.0 0.041 $4.!11&.1 0.041 $'.'!1&.$ 0.040 $4."4

T%l% 2<ongitud de la cresta = 0"0 m"Anc?o del canal B = 0"1 m"Ac. de la gravedad ) = 9"1m5/2"

Alu$% (e/(e el o(o (el #%%l%l *<$&#e (el *e$e(e$o+

= 0.11 m.

%rueba V -m4. 6 -m. -/.

1 11.'010*3 0.0$!3&.303'.3'3'.4

$ 1$.0310*3 0.03"$."0$&.1"$.31

3 11.310*3 0.0$41.!&4$.04$.&'

4 1$.3010*3 0.041$4.!1$'.'!

$4."4



T%l% 4%rueba -/. , -m. 3$ -m45/. 6 -m. 3 -m45/. C(

1 3.04 0.14' 0.31!110*3 0.0$! 0."&'410*3 0.34$ $.& 0.1'4 0.44!10*3 0.03" 1.313310*3 0.34$3 4$.44 0.14$ 0.$&10*3 0.0$ 0.&43110*3 0.304 $'.11 0.1'& 0.4"!"10*3 0.041 1.4&1"10*3 0.33$

C(- !$ome(&o.= 0.3'0

+,-T/A2/

1" G$%78ue l% #u$*% Alu$% , */" C%u(%l $e%l 3$"-em!lee !%!el m&l&me$%(o.



,na forma amliada es



2" Com!%$e el Coe7#&ee e'$&#o C( #o elCoe7#&ee e:!e$&me%l C($ oe&(o e ell%o$%o$&o" Comee /o$e /u/ $e/ul%(o/"

• -l +d eerimental es 0.3'0

• -l +d Terico es 0.'!$• -iste una diferencia de casi '05

4" ;3u< (&e$e#&% e#o$%$% /& em!le%$% #o u*e$e(e$o $e#%)ul%$ #o u% /ol% #o$%##&' /& #o$%##&'>

• ,n vertedero con contraccin ermite 8ue la naa ueda ser

aireada> un vertedero sin contraccin odra ocasionar 8ue lanaa no sea aireada ocasionara lo visto en la 9gura de aba;o

•

?" ;P%$% 8u< #%/o/ /e em!le%$% u *e$e(e$o$e#%)ul%$ #om!%$e #o el *e$e(e$o $&%)ul%$>

o -l vertedero rectangular con resecto al vertedero

triangular %resenta maores coe9cientes de descarga. casiona menor remanso (menor bordo libre

re8uerido). %ermite la medicin de caudales maores. %resenta maor caacidad de transorte de material

:otante. Tiene menor sensibilidad en consecuencia menor

error robable en la medicin del caudal en

condiciones de camo. enos aroiado ara casos de alta variabilidad de

caudal en el :u;o.



" De/#$&% !%/o % !%/o el !$o#e(&m&eo !%$%(ee$m&%$ el #%u(%l"

PROCEDIIENTO

a) +olocar el vertedero rectangular con sus resectivos ernos

b) edir la longitud de la cresta b del vertedero el anc?o J

del vertedero.

c) edir la altura desde el fondo del canal al vértice del

vertedero.

d) <lenar el tan8ue con agua.

e) -ncender la bomba eserar 8ue se estabilice el :u;o

f) edir el volumen del desito inmediato al vertedero.

g) edir el tirante ? en el ie6metro> aguas arriba del

vertedero.

?) edir cuatro veces el tiemo t 8ue demora el agua en llenar

el volumen ara ello taar el sumidero.

i) 2eetir el rocedimiento ara diferentes caudales> ara ello

regular la v7lvula situada en la tubera de descarga de la

bomba.

" e#&o%$ lo/ !$&#&!%le/ &#o*e&ee/ 8ue /e!$e/e% !%$% (ee$m&%$ el 3$ e u #%%l o $o"

• +uando el :u;o arrastra material de fondo #o en susensin> ues

constitue una barrera al :u;o 8ue ocasiona la acumulacin de

material al ie de la estructura> modi9cando rogresivamente el

valor de altura a la cresta del vertedor.• -n canales con seccin oco uniforme se recomienda tomar varias

medidas del anc?o de ese;o de agua a lo largo del tramo de

aroimacin (agua arriba) ara tomar un valor romedio. in

embargo> es recomendable elegir tramos uniformes.• <a altura de carga debe ser medida aguas arriba del vertedero a

una distancia entre 3 a 4 veces la carga m7ima eserada (d = 3

a 4?1ma)> con relacin a la cresta del vertedero> ver Eigura de

aba;o> ero ?a veces en 8ue a esa distancia el fondo del canal

uede ser irregular.



" D%$ #o#lu/&oe/ $e/!e#o % l% e:!e$&e#&%"

• <os vertederos rectangulares son usados ara medicin de

grandes caudales descarga de caudal ecedente.• Antes de un vertedero siemre debe eistir un disiador de

energa.

• -l coe9ciente de descarga eerimental es aroimadamente

el del terico> esta diferencia es en maor arte debido a la

diferencia de lecturas entre la altura ie6ométrica la altura

del tirante de agua.• e udo areciar también> 8ue el +audal en un vertedero

rectangular> deende maormente de la longitud de la cresta

de vertedero (b) el anc?o del canal (J)> or lo tanto ara

diferentes valores de b J tendr7n diferentes valores de @>

ara un mismo vertedero (+d constante).

" D%$ $e#ome(%#&oe/ $e/!e#o % l% e:!e$&e#&%"

• e recomienda 8ue ara evitar 8ue la descarga se ad?iera a la

laca mantener la aireacin aroiada> el tirante aguas aba;o

del vertedero deber7 estar or lo menos a seis centmetros

deba;o del etremo inferior de la laca.

• e debe tener en cuenta 8ue ara esta eeriencia se debetener un conocimiento revio del uso del e8uio en esecial

con la bomba a 8ue se debe variar los valores de los caudales

no roducir succin.• e debe recisar el nivel de referencia o altura del desito

ara de9nir el valor del caudal terico> con el 9n de tomar el

tiemo con maor eactitud.• A artir de los valores obtenidos de la altura ie6ométrica> se

debe tener en cuenta 8ue eiste una diferencia entre esta

altura la altura del tirante del canal> con lo cual se tendr7 un

grado de error 8ue in:ua en los resultados.



• i es osible> encontrar una maor cantidad de tiemos de

lectura con el 9n de obtener una maor aroimacin a los

valores re8ueridos

LABORATORIO Nº ?

PERDIDAS POR FRICCION EN TUBERIAS

Volume

0"001 G$%*e(%( 9"1

D&%me$o

0.01!0' <ongitud $.!'

*&/#o/&(%(

0.0000010!" Temeratura 1&

P$ue% edidor

Volumetrico

Alturas %iesometricas

T(s) K1 K$

1 '.$' 0."3' 0.&&'

'.$"

'.1

'.$

2 4.03 1.$' 1.1

4.$$

4.1

4.$&

4 4.41 1.3$ 1.$$4.$$



4.33

4.$!

? 4.'3 1.3' 1.$'

4.'

4.'3

4.'

P$ue% T!$ome(&o 3e:!-m45/. Ve:!-m5/.

, -m. e:!

1 '.$4 0.0001!1 0.&0 0.00 0.01!

2 4.1& 0.000$40 0."41 0.10' 0.01""

4 4.31 0.000$3$ 0."14 0.100 0.01!1

? 4.'' 0.000$$0 0.&&1 0.100 0.0$13

P$ue% Re R<)&me (eFluo

e'$&#o

1 11$$.$ E. Turbulento 0.0$!&

2 14'!&.4 E. Turbulento 0.0$"0

4 1411'.1 E. Turbulento 0.0$"$

? 133&1.0 E. Turbulento 0.0$"

CUESTIONARIO

Com!%$%$ el *%lo$ (el #oe7#&ee (e $&##&' oe&(oe:!e$&me%lmee #o el e'$&#o"

P$ue% Re R<)&me (eFluo

eo$&#o e5-rror

1 11$$.$ E. Turbulento 0.0$!& 0.01! 4$.!'

2 14'!&.4 E. Turbulento 0.0$"0 0.01"" 3$.""

4 1411'.1 E. Turbulento 0.0$"$ 0.01!1 3$.'3

? 133&1.0 E. Turbulento 0.0$" 0.0$13 $'.'1

-l 5 de error va decreciendo mientras avan6an las ruebas

;Po$ 8u< , */" VEXP &ee e(e#&% l&e%l e Kuol%m&%$ #u%($&#ul% e Kuo u$uleo>" E:!l&8ueme(&%e e#u%#&oe/ 8ue mue/$% %l e(e#&%"

abemos 8ue ?f > est7 gobernado or la ecuacin de Darc*Leisbac?

, =2gD

V2 fL

M cuando el :u;o es laminar f=Re

64



2eemla6amos ?f =Re

64 N

gD

V L

2

* 2

2e =υ

DV *

-ntonces ?f = O(4 ν.<)#($gD$)P.

?f =.VNcte cte <>D>g

A?ora cuando el :u;o es turbulento

?f = O(f.<)#($gD)P.V$ > es una relacin cuadr7tica. ?f = cteNV$

A*e$&)u%$ e e:o/ lo/ (&e$ee/ *%lo$e/ (e #oe7#&ee

(e $&##&' /e) el m%e$&%l (e l% ue$%"

ATERIAL EP&e/ mm"

V/D2/ 0.000001 0.0003 T,J-2/A -T/2ADA 0.00000' 0.001'A+-2> K/-22 E2QAD 0.0001' 0.04K/-22 E,D/DAEA<TAD

0.0004 0.1$

K/-22 RA<VA/SAD 0.000' 0.1'

K/-22 E,D/D 0.000"' 0.$

AD-2A +-%/<<ADA 0.000'*0.003 0.1"*0.!++2-T 0.001*0.01 0.3*3.0



A+-2 2-A+KAD 0.003*0.03 0.!*!.0

;3u< ee#o e($% e l% !e$(&(% !o$ $&##&' e l%ue$% #u%(o ,%#emo/ #&$#ul%$ %)u% #%l&ee e *eM (e%)u% $% % l%/ m&/m%/ #o(&#&oe/ (e !$e/&' #%u(%l>

i anali6amos en un :u;o de régimen laminar

<a frmula de %oiseville ara evaluar el factor de friccinAdem7s de 2enolds

+omo la resin el caudal se est7n manteniendo constantes>

entonces el umero de 2enolds deender7 solo de la viscosidad del

agua> esta relacin es inversamente roorcional. <uego si la

temeratura del agua aumenta se tendr7 8ue la viscosidad del aguadisminue> entonces el Fmero de 2enolds aumentar7

Volviendo a la ecuacin de %oiseville el factor de friccin es

inversamente roorcional al Fmero de 2enolds 2e> luego si

aumenta el Fmero de 2enolds (or un aumento de temeratura)

entonces el factor de friccion disminuir7.

%odemos concluir entonces 8ue si ?acemos circular agua caliente

or la tubera la érdida or friccin disminuir7.

i anali6amos en un :u;o de régimen turbulento

<a frmula de Alts?ult ara evaluar el factor de friccin

Adem7s de 2enolds

+omo la resin el caudal se est7n manteniendo constantes>

entonces el Fmero de 2enolds deender7 solo de la viscosidad del

agua> esta relacin es inversamente roorcional. <uego si la

temeratura del agua aumenta se tendr7 8ue la viscosidad del agua

disminue> entonces el Fmero de 2enolds aumentar7

Volviendo a la ecuacin de Alts?ult el factor de friccin es

inversamente roorcional al Fmero de 2enolds 2e> luego si

aumenta el Fmero de 2enolds (or un aumento de temeratura)

entonces el factor de friccin disminuir7.

Re

64= f

υ

Dvedxp ×

=Re

gD

fLvh f

2

2

exp=

υ

Dvedxp ×

=Re

( ) 8.0Relog21

−= f f

( )( ) 21

8.0Relog2

−

−= f f



%odemos concluir entonces 8ue si ?acemos circular agua caliente

or la tubera la érdida or friccin disminuir7.

C%l#ule el %#o$ (e $&##&' !%$% u Kuo e ue$% #ou Re (e : 10 u% $u)o/&(%( $el%&*% (e 0002"U&l&#e l%/ e#u%#&oe/ (e P$%(%l Vo H%$m% el(&%)$%m% (e oo(" Comee lo/ $e/ul%(o/"

Tenemos 2e= " 10" e#D = 0.00$

D/AR2AA D- DM

A?ora con estos datos nos vamos al diagrama de ood obtendremos un factor de friccin de f =0.0$3

%2 V*IA2A

,sando esta ecuacin tendremos f =0.0$34

<os dos métodos son Ftiles ara ?allar el valor de f ues los dos dan

valores mu similares> claro 8ue el método de %randtal es muc?o mas

oerativo diferencia del método de diagrama de ood 8ue es

muc?o mas ractico.

D%$ #o#lu/&oe/ $e/!e#o % l% e:!e$&e#&%

• <as érdidas or ro6amiento son funcin de la rugosidad del

conducto> de la viscosidad del :uido> del régimen de

funcionamiento (:u;o laminar o :u;o turbulento) del caudalcirculante> es decir de la velocidad (a m7s velocidad> m7s

érdidas).• A velocidades ba;as> las artculas del :uido siguen las lneas

de corriente (:u;o laminar)> los resultados eerimentales

coinciden con las redicciones analticas. A velocidades m7s

elevadas> surgen :uctuaciones en la velocidad del :u;o> o

remolinos (:u;o turbulento)> en una forma 8ue ni si8uiera en la

actualidad se uede redecir comletamente.• -l :u;o laminar se transforma en turbulento en un roceso

conocido como transicin a medida 8ue asciende el :u;olaminar se convierte en inestable or mecanismos 8ue no se

gD

fLvh f

2

2

exp=



comrenden totalmente. -stas inestabilidades crecen el :u;o

se ?ace turbulento.

D%$ $e#ome(%#&oe/ $e/!e#o % l% e:!e$&e#&%"

• Tener cuidado al anotar las medidas de las alturas de los

ie6metros> ues ?a una e8ueUa oscilacin al inicio>

(eserar un oco ?asta 8ue el nivel del caudal en los

ie6metros se regularice)• Antes de roceder a medir las alturas de las tuberas veri9car

8ue las tuberas 8ue fueron elegidos ara dic?a eeriencia

sean las mismas en la arte inferior del banco de tuberas araas forma un correcto uso de los sistemas.

• Al momento de la reali6acin de la toma del volumen de los

tiemos ?acerlo con la maor recisin osible ara evitar

errores se recomienda 8ue no lo ?aga uno solo> si no dos ara

oder ser m7s eactos con las mediciones evitar los menores

errores osibles.



LABORATORIO Nº

PERDIDAS POR ACCESORIOS TUBERIAS

L1= 2"90 m

Volume V = 104 m45/ L2= 1"0 m

L4= 4"4 m

Nº

*e#e/

-/. 61-

m.

62-

m.

64-m. 6?-

m.

6-

m.

6-

m.

6-

m. ?"

31 ?"

1.'4 1"?2 1"29 1"4 1"2 1"1 0"94

?"

?"

32 ?"

1

1.3" 1"24 1"12 1"1

4

1"0 1"02 0"1

?"

"1

34 "2

0"9 0"2

0" 0"

0"2 0"9 0"

"29

"??

3? "49

1"09

1"02 0"92 0"94

0"

0"4

0"

"?1

TABLA Nº 2 RESULTADOS EXPERIENTALESN

t (s) @ e(m3#s)

V e(m#s)

?f (1*$)(m)

fe(1*$) ?f(1*&) ?<($*3)(m)

?<(4*')(m)

?-W% (1*&) (m)

1 4.

0.000$14'!

0.&'$"!4&

0.1$ 0.0$&$&$!$

0.3144"$&

0.13 0.1 0.444"$&'!



2 4."'

0.000$004

0.&$$!030$

0.1' 0.03!&"'

0.3!31034'

0.11 0.0"

0.310344"

4 .$3

0.0001043

0.'$"'!$'

0.0' 0.0$43$1

0.1&0344"3

0.0 0.0'

0.330344"$"

? '.4

1

0.0001"4

&3

0.4"11!

!'

0.0&' 0.0$300$

$

0.1!''1

&$

0.0!

'

0.0

&

0.431''1&

$4

TABLA Nº 4 COEFICIENTESLOCALESNºDATOS

X1 X$

1 4.4!&&4!$

3.4'!"1!1&

2 4.1$"140&$

3.00$$"41

4 3.&14$&043

3.0!'$$'3

? 4.43'41!$

3.$"$03!3

Q5 4.1!3"!"!$

3.$03"31

T%l% Nº ? Re/ul%(o/Te'$&#o/P$ue%

2e 2égimende Elu;o

f Terica

?ft (1*&)(m)

?<t ($*3) (m)

?<t (4*') (m)

?t (1*&)(m)

1 1434$.441

E. Turbulento

0.0$"1$ 0.3$4$'041

0.13 0.1 0.'4$'041

2 13&&1.30$'

E. Turbulento

0.0$"4$ 0.30$1$0!"

0.11 0.0" 0.'&$1$0!"

4 10&$$.4"&

E. Turbulento

0.0303$ 0.1!'40044

0.0 0.0' 0.3''40044

? 1$34."'

E. Turbulento

0.0$!$3 0.$4!&&&3

0.0!' 0.0& 0.4"4&&&3

+,-T/A2/

e#&oe !o$ 8ue lo/ %#o$e/ l%/ !<$(&(%/ o%le/ /e#%$)% e:!e$&me%l e'$&#% (&7e$e e$e /"

0

e debe a varios factores> entre ellos

Se supuso un flujo tipo bernoulli con α y β = 1La tubería tiene un buen tiempo de uso<os instrumentos no est7n en buen estado.

,na de las osibles causas de diferencia entre estos factores esor el error de las lecturas tomadas.



-l estado de las tuberas en el sistema. Ma 8ue esta eeriencia se ?i6o con estos inconvenientes no se

udo tener recisin en los resultados.

e#&oe #omo &Kue el $<)&me (e Kuo -l%m&%$ o

u$uleo. e l%/ !e$(&(%/ (e #%$)% lo#%le/ e ue$%/"%erdida locales

-l coe9ciente de resistencia I se considera indeendiente del valor

de friccin el numero de 2enolds> 8ue uede considerarse

constante ara cual8uier obst7culo (or e;emlo una v7lvula o un

accesorio) en un sistema de tuberas ba;o cual8uier condicin de:u;o> incluida el régimen laminar.

I(&8ue U(" 8ue /u#e(e #o el e/!e/o$ (e l% #%$)% (e l%#%!% l&m&e -. e l% !%$e( (e l% ue$% #u%(o %ume%l% *elo#&(%( (e #&$#ul%#&' #omo %e#% %l Kuo e#%/o (e 8ue l% ue$% /e% $u)o/% o /e% 5D 5D (o(e e/ l% $u)o/&(%( D el (&@me$o (e l% ue$% e/!e/o$(e l% #%!% l&m&e"

i el esesor de la caa lmite (Y) es menor 8ue la rugosidad absoluta

(ε)> las irregularidades internas de la conduccin rebasan la subcaa

laminar> roduciendo turbulencia comleta. +uanto maor sea el

nFmero de 2enolds> m7s delgada ser7 la subcaa laminar m7s

untos de la ared sobresaldr7n de ella. -n este caso> las fuer6as de

inercia son mu imortantes aenas in:uen las fuer6as viscosas>

or lo 8ue el factor de friccin slo deende de la rugosidad relativa

el nFmero de 2enolds no tiene imortancia en su determinacin. %or

lo tanto la caa lmite turbulenta crece con una raide6 maor 8ue el

de la laminar> ues esta se mantiene laminar a lo largo de unadistancia corta desde el etremo inicial> la transicin se resenta en

una regin de la laca no es una sola lnea transversal a ella. -sta

regin de transicin se etiende aguas aba;o ?asta a8uellas

localidades del :u;o de la caa lmite en la 8ue se vuelve

comletamente turbulenta.

E:!l&8ue #'mo &Kue l%/ &m!e$e##&oe/ -#omo$e%%/ e l% 7)u$% &e$% (e l% ue$%. e l%#o$$o/&' (e l% m&/m%" E:!l&8ue el e'meo (e

#%*&%#&' 8ue /e !$o(u#e"



<a cavitacin inciiente uede ser roblem7tica si eisten cambiosbruscos de direccin del :u;o causando 8ue la resin est7ticadisminua ?asta valores inadmisibles ocasionando e8ueUasimlosiones alrededor de los contornos de la tubera.

I(&8ue U(" Como $e(u#&$% l%/ !e$(&(%/ lo#%le/ e lo/#o(o/ o$o/ #om!oee/" I*e/&)ue /o$e lo/e/%&l&M%(o$e/ (e Kuo !%$% #o(o/ lo/ me(&(o$e/ (e#%u(%le/ ul$%/o&(o"

-l E/%&l&M%(o$ (e Fluo de acero inoidable> es un comonente

ato ara su uso en instalaciones industriales*canali6aciones

Fblicas*salas de bombeo e instalaciones industriales> ara el

transorte de :uidos> con el 8ue se consigue la recisin necesaria

ara el correcto funcionamiento de los e8uios de medida>reguladores de resin> cloradores control de los ar7metros de

los :uidos.

u instalacin en conducciones 8ue roducen turbulencias en el

transorte de los :uidos> genera a su aso un régimen de traba;o

laminar ato ara las condiciones de funcionamiento de los

diferentes e8uios.

-l E/%&l&M%(o$ (e Fluo> es un elemento embriado con cuero

cilndrico en cuo interior se alo;an las aletas direccionales 8ue

estabili6an el :uido a su aso. Adem7s en su entrada osee un

entramado 8ue se constitue como 9ltro ca6a iedras> rotegiendo

a los elementos de medida 9ltros de menor tami6> instalados

aguas aba;o.

e(&(o$e/ Ul$%/'&#o/



e comonen de sensores 8ue envan reciben seUales de sonido de

alta frecuencia> diagonalmente al :u;o de agua> ara medir la

velocidad. -isten medidores cuo rinciio es el tiemo de travesa

a8uellos 8ue se basan en el efecto Doler. Reneralmente son

e8uios de alto costo> ero tienen mu buena eactitud gran

:eibilidad de instalacin.

De /u/ #o#lu/&oe/ $e/!e#o % l% e:!e$&e#&%

• <a rugosidad relativa in:ue ara el valor del coe9ciente de

friccin en el caso de codos ?a un coe9ciente de érdida

también.• e udo areciar 8ue en la realidad la maora de los :uidos(en

tuberas) en la r7ctica son turbulentos> cl7sica situacin con la

8ue debe enfrentarse el ingeniero.• Areciamos 8ue los codos accesorios aortan con sus

resectivas érdidas (locales) al sistema 8ue son

erfectamente calculables.

De /u/ $e#ome(%#&oe/ $e/!e#o % l% e:!e$&e#&%"

• e debe veri9car el uso antigZedad de las tuberas a 8ue si

estas son mu antiguas uede 8ue se sedimente en las

aredes rodu6can muc?o error.• <a osible causa de error se debe a 8ue las tuberas no

cuentan con un sistema de drena;e> la cual se ?ace con una

manguera.• Veri9car 8ue la tubera esté libre de obstrucciones como or

e;emlo musgo.• e recomienda locali6ar las fugas reararlas.



LABORATORIO Nº

ENERGIA ESPECIFICA FUERA ESPECWFICATom% (e (%o/ e:!e$&me%le/

T%l% 1% -Se##&' #e$#%% % l% S%l&(% (e l% Bom%.

DAT

M (@$#ANg) Vm E 2égimen

1 *0.01 0.114

0.0001!'4

0.0'& 0.000"!1!4 0.3!&01'

0.3&0'&!$

E. ubcritico

$ 0 0.0!1

0.000$43'"

0.04'' 0.000"013& 0.4!"100031

0.'$&$!04&&

E. ubcritico

3 0.00' 0.0&&

0.000$!11' 0.03"' 0.000&0&&3 0.'""3&3

0.&&44&!43

E. ubcritico

4 0.01 0.0'"

0.0003"'$&

0.0$! 0.000&40$! 0.&"1'01&&$

1.03$30"$

E. uercritico

' 0.01' 0.04

0.0004"&3 0.0$3 0.000&&!14 0.!"'3&1"

1.4&1'$'3&

E. uercritico

0.0$' 0.03!

0.000'&4"3'

0.01!' 0.000"1$! 1.1$$3340'

1."&!3"$1"

E. uercritico

& 0.03 0.03!

0.000'&4"3'

0.01!' 0.000"1$! 1.1$$3340'

1."&!3"$1"

E. uercritico

T%l% 1 -Se##&' #e$#%% % l% (e/#%$)% (el #%%l.

DAT

M (@$#ANg) Vm E 2égimen

1 *0.01 0.0!3

0.000$410 0.04' 0.000&03&"1 0.4"&3""$0$

0.'103&$""'

E. ubcritico



$ 0 0.0&&

0.000$!11' 0.03"' 0.000&4$4 0.'""3&3

0.&&44&!43

E. ubcritico

3 0.00' 0.0'

0.000344!01

0.03$' 0.000"30! 0.!&340043

0."&34'&!0!

E. ubcritico

4 0.01 0.0'3

0.0004$$!!$

0.0$' 0.000"!3 0."''$$"3''

1.1"3100'&

E. uercritico

' 0.01' 0.043

0.000'$13$

0.0$1' 0.000&3'30" 1.0'411"&

1.$333!413

E. uercritico

0.0$' 0.03

&

0.0000'!0

&

0.01"' 0.000&!0001 1.$$'0'

"33

$.033"0'

'

E. uercritico

& 0.03 0.033

0.000&!3' 0.01' 0.000"43'4$ 1.3&3'4"'&

$.414'&&$$

E. uercritico

3 = 0"00? l5/ C%u(%l 8ue !%/% !o$ el #%%l (e !e(&ee V%$&%le

= 0"010 m A#,o (e C%%l (e !e(&ee *%$&%le

T%l% N 2 D%o/ E:!e$&me%le/ P%$% l% Ee$)% E/!e#&7#%

T%l% 2% -Se##&' #e$#%% % l% S%l&(% (e l% Bom%.

A)ulo-.

%endiente

Tirante

Velocidadedia

-nerga-seci9ca

0"4 *0.010 0.114 0.3!" 0.1$$

0"000 0.000 0.0!1 0.4!" 0.1040"2 0.00' 0.0&& 0.'"! 0.0!'

0"4 0.010 0.0'" 0.&"$ 0.0"!

0"9 0.01' 0.04 0.!"' 0.0!

1"?42 0.0$' 0.03! 1.1$ 0.10"

1"1 0.030 0.03! 1.1$ 0.10"



T%l% 2 -Se##&' #e$#%% % l% (e/#%$)% (el #%%l.

A)ulo-.

Pe(&ee

T&$%e

Velo#&(%(e(&%

Ee$)%E/!e#&7#%

0"4 *0.010 0.0!3 0.4"& 0.10'

0"000 0.000 0.0&& 0.'"! 0.0!'

0"2 0.00' 0.0' 0.!& 0.0!0

0"4 0.010 0.0'3 0."'' 0.0!0

0"9 0.01' 0.043 1.0'4 0.100

1"?42 0.0$' 0.03& 1.$$' 0.114

1"1 0.030 0.033 1.3&4 0.1$!

T%l% N 4 D%o/ E:!e$&me%le/ P%$% l% Fue$M% E/!e#&7#%

T%l% 4% -Se##&' #e$#%% % l% S%l&(% (e l% Bom%.

A)ulo Pe(&ee

T&$%e

A$e%-m2. Ce$o&(e-m.

Fue$M%E/!e#&7#%

0"4 *0.010 0.114 0.01$1!" 0.0'& 0.000"!1!

0"000 0.000 0.0!1 0.00!&3& 0.04'' 0.000"!4

0"2 0.00' 0.0&& 0.00"$3! 0.03"' 0.0000"4

0"4 0.010 0.0'" 0.00$0 0.0$! 0.000''

0"9 0.01' 0.04 0.004!$$ 0.0$3 0.000001"?42 0.0$' 0.03! 0.0041&3 0.01!' 0.000'$

1"1 0.030 0.03! 0.0041&3 0.01!' 0.000'$



T%l% 2 -Se##&' #e$#%% % l% (e/#%$)% (el #%%l.

A)ulo Pe(&ee

T&$%e

A$e%-m2. Ce$o&(e-m.

Fue$M%E/!e#&7#%

0"4 *0.010 0.0!3 0.00!!'1 0.04' 0.000&03"

0"000 0.000 0.0&& 0.00"$3! 0.03"' 0.0000"4

0"2 0.00' 0.0' 0.00!'' 0.03$' 0.000'&0!

0"4 0.010 0.0'3 0.00'&1 0.0$' 0.000'&33

0"9 0.01' 0.043 0.00401 0.0$1' 0.000$03

1"?42 0.0$' 0.03& 0.003!'! 0.01"' 0.000&!1

1"1 0.030 0.033 0.003'31 0.01' 0.000&3&



0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.140

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12Grafica Y v/s E "Tabla 2-a"

E(m/kg)

y ( m

)

Pendiente 45°

Q = 4.85 lt/s

G$@7#o/ T%l%/



Comee lo/ $e/ul%(o/ oe&(o/ (e l% e:!e$&e#&%"

• bservamos 8ue los resultados de la energa esec9ca ara

diferentes endientes con caudal constante> al gra9carlos con

resecto al tirante tienden a tener un comortamiento deforma ?ierblica con una asntota 8ue tiende a tener una

endiente 8ue se aroima a 1> esto 8uiere decir 8ue nuestros

datos eerimentales est7n correctamente tomados a 8ue se

aroima a lo terico. De igual manera ocurre con los datos

gra9cados de la fuer6a esec9ca.

A !%$&$ (e l% )$@7#% #%l#ul%$ el *%lo$ (e # -&$%e#$&#o. #om!%$%$ #o el *%lo$ #%l#ul%(o (e l% !%$e

e'$&#%"btencin del valor de y c terico%ara una seccin rectangular se tiene 8ueA = b

T = b<uego se tiene 8ue la descarga unitaria (+audal or unidad de anc?o)

es 8 = @#bde la ecuacin general de ara :u;o crtico@$#g = A3#T ⇒ (8b)$#g = (bc)3#b

⇒ c = 3√(8$#g)> de acuerdo a los valores de la eeriencia tenemos+alculando el crtico terico = 0.0"-l critico eerimental a la salida de la bomba la seccin cercana a la

descarga del canal aroimadamente critico eerimental [ 0.0> este valor

lo obtenemos de la gra9ca de tirante vs. -nerga eseci9ca> ubicando

la energa eseci9ca mnima+alculando el error- = (0.0"*0.0)#0.0" N 1005 = 11."5

E %/e % lo/ #@l#ulo/ )$@7#o/ $e/ul%(o/ oe&(o/e/%leM#% l%/ #o#lu/&oe/ 8ue #o/&(e$e !e$&ee/"

egFn la gra9ca obtenida se uede observar lo siguiente

si :0)( →S pendiente

-ntonces el tirante crecer7 trat7ndose de ?acer cada ve6 m7s

grande> aun8ue la velocidad tratara de disminuir> la resultante ser7

8ue el valor de - (-nerga -seci9ca) tendera también a crecer a

valores mu grandes obligado or la eansin de a. -s decir

∞→ y M también

∞→

E



<a reresentacin de este unto se dar7 en una asintota de la curva

con resecto a la a mencionada lnea inclinada 4' 0 8ue asa or el

origen.

i :∞→S

-ntonces el tirante disminuir7 volviéndose cada ve6 m7s e8ueUo

la velocidad tratara de aumentar dando como resultante 8ue el valor

de - (energa -seci9ca) tendera también a crecer a valores mu

grandes. -s decir0→ y M también ∞→ E

@ue ara dos valores de \] uno con tendiendo ?acia 0 otro con

tendiendo ?acia el in9nito se roduce un mismo resultado ara -> es

decir J tendiendo ?acia el in9nito.

<a energa eseci9ca reresentada or - no uede ser negativa8uiere decir 8ue esta variable tendr7 un valor mnimo.

Al unto de energa mnima le corresonde un solo tirante al 8ue se le

denomina tirante critico c y > a los :u;os 8ue se encuentran en esta

situacin se dicen 8ue est7n en estado crtico.

Euera del unto crtico ara cual8uier valor de -> le corresonden dos

valores alternos de > es decir dos tirantes distintos>1

y situado en la

rama suerior de la curva otro 2 y situado en la rama inferior.

D%$ $e#ome(%#&oe/ $e/!e#o % l% e:!e$&e#&%"

• e recomienda al momento de reali6ar la medicin del caudal

ser lo m7s reciso osible ara as evitar los errores.• Al momento de reali6ar las mediciones de los tirantes tanto

aguas aba;o como aguas arriba de los tirantes crticos no

?acerlo uno solo si no dos ara evitar errores mu grandes

adem7s estabili6ar bien el medidor de las alturas a 8ue se

a:o;a la agu;a de medicin.• Tratar de tener cuidado con la comuerta a 8ue esta no debe

ser movida a 8ue el :u;o variara si esto ocurre.

LABORATORIO Nº



RESALTO 6IDRYULICO EN CANAL DE PENDIENTEVARIABLE

Y)ulo Pe(&ee Volumem4 1 2 F1 F2 L$e/%lo1"14

0.03 0.004 0.03& 0.11& 1.!'4130

&0.34&'1"

0"0.4

0.03! 0.11! 1."0'&'!

0.33"&!403

0.4

1"14

0.03 0.00''' 0.04' 0.1$! 1.&3'1&!"3

0.3'&'0$1"

0.4$

0.04$ 0.13 1.!$43&331

0.3'33"'1

0.44

2"00?4?04

0.03' 0.0" 0.0'1 0.1'' 1&.$0&31$

3.3$'"!0&

0.'$

2"00?4?04

0.03' 0.00441 0.03 0.0!' $.'3$!'$1'

0.44!4!3''

0.3$'

0.034 0.1$3 $.0!!3&&$&

0.30'103$

0.44'

+,-T/A2/

3u< (ee$m&% el Nme$o (e F$%u(e

<a velocidad el tirante en 8ue se encuentra.

Re/!e#o % l% !e(&ee (e l% #%%le% $e%l&M%$ u%@l&/&/ (e ue$M%/ e/%le#e$ #u@l e/ el ee#o!$o(u#&(o !o$ l% !e(&ee"



A 8ue /e (ee l% (eo$m%#&' (e u $e/%lo %,o)%(o %l#e$$%$ l% !e$/&%% /u/ee /u $e/!ue/%"

<as fuer6as 8ue actFan sobre el obst7culo en un resalto disminuen

r7idamente ?asta a un mnimo a media 8ue el etremo de aguas

aba;o del resalto se mueve ?acia aguas arriba ?asta una osicinencima del obst7culo. De a? en adelante la fuer6a se incrementa con

lentitud ?asta un valor constante a medida 8ue el resalto se ale;a

m7s ?acia agua arriba. -ste cambio en la fuer6a sobre el obst7culo tal

ve6 se debe a un cambio en la distribucin de velocidades desde un

etremo del resalto ?asta el otro> a 8ue la distribucin no uniforme

de velocidades es una caracterstica de un :u;o r7idamente variado

como este

D%$ #o#lu/&oe/ $e/!e#o % l% e:!e$&e#&%"• Debido a la falta de conocimiento reciso sobre la distribucin

de velocidades> el an7lisis terico no uede redecir el

resultado cuantitativo con eactitud. <a Ftil ara rositos de

diseUo se basa en estudios eerimentales.• <a osicione eacta del resalto> contralada or obst7culos> no

uede determinarse de manera analtica.• -l resalto siemre se forma desde un Elu;o subcrtico a un Elu;o

uercrtico o viceversa.

D%$ $e#ome(%#&oe/ $e/!e#o % l% e:!e$&e#&%"

• Tener cuidado con la medicin de caudales.

• Anotar bien las cotas de .

• Kacer uso de un ie6metro ara medir los tirantes.

• %rocurar dar mantenimiento a los e8uios de laboratorio.

Mi Avance Final

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Transcript of Mi Avance Final