LABORATORIO HIDRAULICA

INDICE

1.        INTRODUCCION        3

2.        OBJETIVOS        4

3.        MARCO TEORICO        4

4.        EQUIPOS Y MATERIALES        5

5.        PROCEDIMIENTO        6

6.        CALCULOS        6

6.1.        Datos:        6

6.2.        Coeficiente de Manning:        8

6.3.        Coeficiente de Chezy:        8

6.4.        Coeficiente de Darcy-Weisbach:        9

6.5.        Coeficiente de Ganguillet Kutter:        11

6.6.        Coeficiente de Horton Einstein        11

7.        CONCLUSIONES        12

8.        ANEXOS        13

9.        BIBLIOGRAFÍA:        13

1. INTRODUCCION

El uso de los recursos hidráulicos ha jugado un papel importante en el desarrollo de las sociedades; tan es así que las grandes civilizaciones han florecido a las orillas de los grandes ríos. En la ingeniería moderna, los proyectos para cubrir las demandas de agua, requieren de estudios hidrológicos e hidráulicos, donde la determinación del caudal es una necesidad. El caudal se puede medir directamente o estimar mediante procedimientos indirectos. Uno de los métodos más conocidos y de aplicación universal para estimar el caudal es la Ecuación de Manning, la cual se fundamenta en los parámetros de la sección hidráulica de la estructura de conducción y en la rugosidad de dicha sección. Los parámetros hidráulicos del cauce son el área, el perímetro mojado, el radio hidráulico y la pendiente hidráulica, cuyos valores son fáciles de determinar una vez que se ha definido el tipo de sección y la diferencia de nivel que hay que vencer en el transporte (pendiente). De ese modo, el parámetro que aún debe ser estimado es el coeficiente de rugosidad “n”. En este trabajo se utilizan los datos obtenidos en el laboratorio, para estimar el valor de “n”.

1. OBJETIVOS

• Determinar el coeficiente de rugosidad “n”, del material que tiene como piso el canal de pendiente variable, aplicando la ecuación de Manning.
• Analizar y calcular los coeficientes de Chezy, Darcy-Weisbach (Coeficiente de rugosidad absoluta), Ganguillet Kutter y Horton Einstein, considerando que el talud es de vidrio.
• Estudiar las condiciones del flujo permanente y uniforme del canal.
• Demostrar que para diferentes caudales y pendientes la rugosidad no cambia.

1. MARCO TEORICO

FLUJO PERMANENTE Y UNIFORME:

Una gran variedad de problemas en hidráulica de canales tanto naturales como artificiales, ocurren bajo condiciones de flujo uniforme. El flujo uniforme se define usualmente como un flujo permanente en el cual existe equilibrio entre las fuerzas de inercia y de fricción en el interior de la masa de fluido en movimiento; dando como resultado que por ejemplo en canales prismáticos sus características hidráulicas no varíen con respecto al tiempo y el espacio, teniendo un flujo paralelo al fondo del canal.

Tabla1. Flujo permanente y uniforme.

IMPORTANTE:

• En este flujo se supone la línea de energía, el fondo del canal y la superficie libre y la superficie libre (altura piezométrica) son paralelas. Aunque en la realidad es poco probable debido a la fricción generada en el canal.

• Lo que podemos encontrar son flujos casi uniformes cuando la pendiente no es muy grande.

1. EQUIPOS Y MATERIALES

[pic 1][pic 2]

           Fig. 01: Regla en milímetros.                Fig. 02: Canal de pendiente variable.[pic 3][pic 4]

Fig. 03: Limnímetro.                                            Fig. 04: Wincha.

1. PROCEDIMIENTO        

• Medir el ancho del canal.
• El caudal de operación se obtiene mediante el giro de la perilla que gradúa el canal mediante una bomba, partiendo de la posición inicial (Q=0).
• El caudal se mide mediante un sensor magnético al igual que la pendiente.
• Se pone en funcionamiento la bomba, mediante la perilla, esperando unos minutos para que se estabilice.
• Se calibró el limnímetro.
• Luego se procedió a encender el motor para que el agua fluyera por el canal.
• Luego se tomó una parte del canal para hacer las mediciones.
• Además, se midieron los tirantes por medio del limnímetro en el punto donde estimamos el comportamiento de flujo uniforme.
• Finalmente, anotamos los valores obtenidos para realizar los cálculos.

1. CALCULOS

1. Datos:

• Ancho del canal: 0.3m
• Caudales, pendientes y tirantes obtenidos en el laboratorio:

Tabla 2. Datos obtenidos.

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