Informe hidraulica

UNIVERSIDAD METROPOLITANA.[pic 1]

HIDRÁULICA.

SECCIÓN 1.

SEBASTIAN RIBIS

Informe #1

Flujo a través de superficie libre (canal abierto)

Freddy Barbarán

Carnet: 20121110191

Luis Miguel Portovedo

Carnet: 20121120093

Caracas, 28 de Mayo del 2015.

Índice

Introducción        

Toma de datos        

Tabla #1: Datos del primer caudal tomados en el tubo de Prandtl.        

Tabla #2: Datos del primer caudal tomados en los medidores de punta.        

Tabla #3: Datos del segundo caudal tomados en el tubo de Prandtl.        

Tabla #4: Datos del segundo caudal tomados en los medidores de punta.        

Cálculos y gráficos        

Tabla #5: Presión dinámica del primer caudal en las diferentes alturas.        

Gráfico #1: Presión dinámica vs. Altura del primer caudal.        

Tabla #6: Velocidad del fluido del primer caudal a las diferentes alturas.        

Gráfico #2: Velocidad vs. Altura del primer caudal.        

Tabla #7: Presión dinámica del segundo caudal en las diferentes alturas.        

Gráfico #3: Presión dinámica vs. Altura del segundo caudal.        

Tabla #8: Velocidad del fluido del segundo caudal a las diferentes alturas.        

Gráfico #4: Velocidad vs. Altura del segundo caudal.        

Análisis de resultados        

Conclusiones        

Recomendaciones        

Preguntas teóricas        

Bibliografía        

Introducción

        Un canal abierto es un sistema por donde los líquidos fluyen por la acción de la gravedad, dicho líquido se encuentra envuelto por un contorno sólido y a su misma vez, el flujo tiene una superficie libre, expuesta a la atmosfera, donde solo actúa su propio peso y la presión atmosférica.

        Para un canal abierto, es posible determinar el flujo por medio de las dos propiedades más importantes en la cinemática: la medición del caudal, o flujo volumétrico, o la  medición del flujo másico. Con respecto a la medición del caudal, existen una variedad de instrumentos  que dependen del tipo de medidor, entre ellos: medidores ultrasónicos, medidores de desplazamiento positivo, electromagnéticos, medidores de presión diferencial y medidores de tipo de turbina.

        Para la  obtención de datos mediante las técnicas que se irán a desarrollar es importante tener en cuenta que el flujo debe ser permanente, es decir, su velocidad no varía con el tiempo, por lo que el caudal, la densidad y temperatura son constantes.

        En este caso se utilizarán los medidores de presión diferencial, dichos medidores se caracterizan por tomar en cuenta el principio de conservación de energía y a su misma vez estableciendo una relación con la velocidad, las caídas de presiones y con el caudal. Los medidores de presión diferencial más comúnmente usados son: las placas orificio, toberas, tubos Venturi, tubos Pitot, tubos Annubar, Codos, entre otros.

El Tubo Pitot se usa para calcular la presión total o presión de estancamiento y representa una de las formas más antiguas de medir la presión diferencial, a su misma vez se puede conocer la velocidad de circulación de un fluido en una tubería. La velocidad del fluido se hace prácticamente nula en la entrada del tubo Pitot, al ser un punto de estancamiento dicha energía (cinética) pasa a ser energía de presión por lo que se genera un aumento de presión dentro del tubo Pitot.

Ludwig Prandtl tuvo la idea de combinar en un solo instrumento un tubo Pitot y un tubo piezómetro, en donde las dos tomas de presión necesarias son tomadas en un mismo punto; la presión estática y la cinética. Este instrumento es usado para medir velocidad, mientras que el tubo Pitot es usado para medir la presión en un punto. El tubo de Prandtl es un medidor puntual de la diferencia de presión entre el fluido estático (tomado por los orificios laterales) y del fluido en movimiento (tomado por el orificio frontal). La diferencia de presión representa la energía cinética del fluido.

          El otro método a usar para la medición de caudales, es por medio de un vertedero o aliviadero cuya finalidad es que el fluido pase a los escurrimientos superficiales, su estructura puede variar dependiendo de su forma geométrica, estos pueden ser: triangulares, rectangulares, circulares, entre otros. Para la obtención del caudal es necesario emplear una ecuación que se ve alterada por las dimensiones de los aliviaderos y a su misma vez de su forma geométrica, por lo tanto no existe una ecuación exacta.

        Para el caso presentado en el laboratorio de hidráulica de la Universidad Católica Andrés Bello, según las dimensiones del vertedero y su forma geométrica se usará la siguiente ecuación que corresponde al vertedero triangular presente en las instalaciones de la misma:

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Los medidores de punta establecerán la altura en la cual se encuentran los instrumentos antes mencionados, encargados de medir la altura máxima del fluido por medio de sensores ubicados en sus puntas.

Toma de datos

        Los datos que se tomaron para el primer caudal fueron los siguientes:

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