EL NUEVO ESQUEMA DE LA INSTALACIÓN

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REVISIÓN:

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INGENIERIA CIVIL

HSLB+

102

JULIAN DAVID JAIMES RODRÍGUEZ

RAFAEL SITGES LEHOUCQ

ANDREA JOHANNA SOTELO BELLO

ING. DIEGO ANDRES GARCIA MENDIVELSO

BOGOTÁ D.C, COLOMBIA

29 DE SEPTIEMBRE DE 2015

Tabla de contenido

1.  INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………………………………….1
2. OBJETIVOS……………………………………………………………………………………………………...1
3. MARCO TEORICO……………………………………………………………………………………………...2
4. INSTRUMENTOS A UTILIZAR ………...……………………………………..………………………………5
5. ESQUEMA DE LA INSTALACIÓN…………………………………………………………………………….6
6. PROCEDIMIENTO………………………………………………………………………………………………7
7. DATOS……………………………………………………………………………………………………………7
8. CALCULOS Y RESULTADOS…………………………………………………………………………………..
9. CONCLUSIONES
10. BIBLIOGRAFIA  

1. Introducción

En estudios de hidráulica de canales es común que se requiera hacer el cálculo del flujo crítico; por ejemplo, en el diseño Hidráulico de un canal se dispone de los datos siguientes: la  forma de la sección transversal del canal, la pendiente de la  plantilla, el coeficiente de rugosidad de Manning y el caudal de diseño; primero, con estos datos y alguno de los métodos del diseño hidráulico del canal, se obtiene una de las dimensiones del canal; luego, se calcula el flujo normal requerido para el caudal de diseño.

Durante ésta práctica de laboratorio, el objetivo principal fue estudiar el flujo con una energía específica mínima corresponde a un flujo con una profundidad igual a la profundidad crítica y cuando el número de Froude es igual a uno, por lo tanto si se tiene una energía específica dada, el caudal máximo se presentará cuando la energía corresponda la energía mínima y la profundidad de la lámina de agua será la profundidad critica. Y en este estado del flujo, en una superficie libre para la sección de control dada, teniendo en cuenta todas las variables que afectan en cierta medida el resultado de los cálculos requeridos, con una variación en la pendiente del canal, para el mejor entendimiento de la práctica y desarrollar así las fórmulas de Manning y Chezy.

1. Objetivos

• Determinar bajo qué características y condiciones se presenta el flujo crítico en canales abierto de superficie libre.
• Determinar en el laboratorio los puntos de control, hallar la profundidad crítica y ubicarla, y observar el comportamiento del flujo en ese punto del canal.
• Con los datos obtenidos a lo largo del canal rectangular, realizar una curva de energía específica para cada una de las condiciones de la pendiente y analizarlas para hallar los coeficientes de Manning y Chezy.

3. Marco Teórico

Introducción

Criterio para el estado crítico del flujo: Es la condición para la cual en número de Froude es igual a la unidad. Además es el estado de flujo para el cual la energía específica es mínima para un caudal determinado. Este criterio establece que en el estado crítico del flujo la altura de la velocidad es igual a la mitad de la profundidad hidráulica.

En un canal de sección rectangular  se puede obtener la profundidad crítica bajo las siguientes condiciones

• Para un caudal determinado la energía es mínima
• El caudal es máximo para una determinada energía específica
• La fuerza específica es mínima para un caudal determinado
• La altura de velocidad es igual a la mitad de la profundidad hidráulica si su canal tiene una pendiente suave.
• El número de froude es igual 1: Y se define como la relación entre las fuerzas de inercia y las fuerzas debidas a la gravedad es decir [pic 2]

Donde,

V= velocidad media del flujo (m/s).

G= Aceleración de la gravedad (m/s2).

D=Profundidad critica (m). La profundidad hidráulica es igual a la relación del área mojada de la sección sobre el ancho superior y la superficie libre.

Cuando se habla de las características geométricas de la sección de una canal se define el factor de sección para el cálculo del flujo crítico, Z, expresado en función de la geometría de dicha sección, ya que el ser el flujo critico (NF=1) es posible establecer esta condición.

Mientras la velocidad de la corriente sea baja lo más probable es que estemos lejos de las condiciones críticas. Pero, cuando la pendiente es grande o cuando haya revestimientos muy lisos se puede conseguir velocidades altas y acercarse o igualar a las condiciones críticas. En principio no hay inconveniente desde el punto de vista puramente hidráulico, en tener un régimen supercrítico. Las dificultades se originan en la necesidad de mantener el revestimiento y por ejemplo dar servicio a lo largo del canal. Lo que si debe evitarse es el régimen crítico. En condiciones críticas el tirante normal es igual al tirante crítico. La pendiente correspondiente se llama pendiente crítica. Cuando la pendiente es crítica la superficie libre es ondulada e inestable. Pequeñas variaciones de la energía específica dan lugar a perturbaciones e inestabilidades en el escurrimiento. Se produce oleaje y pequeños saltos imperfectos. Estas oscilaciones de la superficie no son recomendables, pues obligan a un borde libre mayor.

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