guia hc lab 1 15-1

Laboratorio de Hidrulica de Canales- UPC 2015-1

S.Santos H.

INGENIERA CIVIL

2015-01

HIDRULICA DE CANALES (CI-96)

GUA DE LABORATORIO 1

FLUJO PERMANENTE UNIFORME y FRV

Autor: Ing. Sissi Santos Hurtado Docentes: Ing. Fernando Montesinos

Ing. William Snchez Verstegui Ing. David Maldonado


S.Santos H.

EXPERIENCIA N 1

FLUJO PERMANENTE UNIFORME 1. OBJETIVOS Determinar experimentalmente: la rugosidad correspondiente al canal de pendiente variable

2. EQUIPOS Y MATERIALES. Canal de pendiente variable. Limnmetro Caudalimetro Cronmetro

PROCEDIMIENTO o Medir el ancho (b) de la seccin transversal del canal de pendiente variable o Establecer en el canal del laboratorio un flujo permanente, correspondiente a una pendiente

de fondo: S0

o Medir el tirante uniforme: y

o Medir el caudal real (Q) con el vertedero de salida del canal de pendiente variable, cuya

ecuacin es: Q = 0.0042 hv2.6788 (lt/s)

hv (cm): altura en piezmetro del vertedero de salida del canal de pendiente variable

o Manteniendo el caudal constante variar la pendiente de fondo S0 y medir el tirante uniforme, repetir el procedimiento con caudales diferentes.

3. DATOS

Q (lt/s)= b (cm)=

Prueba

# S0

Lectura

y (m)

A

(m2)

P

(m)

Rh

(m)

Manning nt

Chezy kt

1

2

3

4

4. CLCULOS Y PREGUNTAS

4.1 Aplicar la ecuacin de Manning para flujo uniforme y calcular el valor de la rugosidad terica

nt, compararla con el valor real. n

SARQ

o3

2

4.2 Aplicar la ecuacin de Chezy para flujo uniforme y calcular el valor de la rugosidad terica kt, compararla con el valor real.

3.0

12log18 h

RC =

11.6

eh SgRV .

* agua= 1*10-6 m2/s

*Cules son sus conclusiones?


S.Santos H.

EXPERIENCIA N 2

AFORO CON FLOTADORES

Medicin del escurrimiento (Aforos)

Hidrometra Es la tcnica y arte de medir la escorrenta, a la medicin se le denomina tambin aforo.

Aforrar una corriente, significa determinar mediante mediciones el caudal que pasa por una seccin

en un momento dado, a este punto se le denomina Estacin de Aforo Aplicaremos el mtodo de Aforo con Flotadores para medir el caudal que pasa por el canal.

Este mtodo es aplicado a cursos naturales como ros poco profundos, quebradas y canales

pequeos a medianos.

Para realizar un aforo en el campo se requiere que:

La seccin de la estacin de aforo debe ser constante, sin erosin o sedimentacin, ni estar afectada

por curva de remanso.

1. OBJETIVOS Determinar experimentalmente: a) El tirante del flujo uniforme b) El caudal que pasa por el canal

2. EQUIPOS Y MATERIALES. Canal de pendiente variable. Limnmetro Wincha Caudalimetro Cronmetro Flotador


S.Santos H.

3. PROCEDIMIENTO Establecer en el canal del laboratorio un flujo subcrtico.

Delimitar un tramo sin obstculos del canal en donde se realizar las mediciones, medir la longitud del tramo L

Medir el ancho de la base del canal b Medir las profundidades en el punto de inicio a y punto final b es decir: ya e yb con la

ayuda del limnmetro.

Calcular el rea A de la seccin transversal promediando: ya e yb para luego multiplicarlo por el ancho de la base b del canal: A = b. y

Soltar un flotador antes del punto de inicio A En cuanto pase por el punto a, se iniciar el tiempo en cronmetro, para esto el observador

tiene que estar frente al canal y esperar que cruce el flotador el punto sealado.

Al arribar el flotador al punto b, se finalizar de tomar el tiempo en el cronmetro, teniendo en cuenta que el observador tiene que estar frente al canal y esperar que cruce el flotador el

punto sealado. De esta manera se obtiene el tiempo ti. Repetir esta operacin 5 veces, y hallar el tiempo promedio.

Calcular la velocidad superficial: =

Calcular la velocidad media corrigiendo la velocidad superficial Vs con el factor de correccin: k, el cual tiene un valor entre 0.8 a 0.95. Usar k = 0.85

=

Aplicar la ecuacin de Continuidad para hallar el caudal : = . Medir el caudal real (Qr) con el vertedero de salida del canal de pendiente variable, cuya

ecuacin es: Qr = 0.0042 hv2.6788

(lt/s)


Hallar el coeficiente correccin real : kr a partir de: = .

L

a b


S.Santos H.

4. CLCULOS y PREGUNTAS

b (m)= L (m)= Qr (lt/s)=

Prueba

# ti (seg)

1

2

3

4

5

t promedio


*Hay valores de k recomendados para ros y canales?

ya (m)

yb (m)

y (m) promedio

A = b.y (m2)

=

(/)

= (/) k =0.85

= . (3/)

=

.


S.Santos H.

EXPERIENCIA N 3

RESALTO HIDRULICO Y ENERGIA ESPECFICA

Elementos del resalto hidrulico:

y1: tirante conjugado menor

y2: tirante conjugado mayor

E1: energa antes del resalto

E2: energa despus del resalto

y2- y1: altura del resalto

L: longitud del resalto

E1- E2: perdida de energa del resalto

1. OBJETIVOS Determinar experimentalmente: c) Los tirantes conjugados del resalto hidrulico d) la longitud del resalto hidrulico e) la Energa Especifica del resalto hidrulico.

2. EQUIPOS Y MATERIALES. Canal de pendiente variable. Limnmetro Caudalimetro Cronmetro

3. PROCEDIMIENTO Establecer en el canal del laboratorio un flujo supercrtico. Mediante la compuerta de salida debe procurarse establecer una obstruccin tal que esta

remanse el flujo y provoque un resalto hidrulico hacia aguas arriba.

Una vez establecido el salto, con el limnmetro mida las profundidades antes y despus del salto, es decir: y

1 e y2.

Medir la longitud del resalto L

Medir el caudal real (Q) con el vertedero de salida del canal de pendiente variable, cuya

ecuacin es: Q = 0.0042 hv2.6788 (lt/s)


Repetir el procedimiento con caudales diferentes.

4. CLCULOS Y PREGUNTAS a. Calcular los nmeros de Froude (F

1 y F2) correspondientes a los tirantes conjugados y

1 e y2,

para cada prueba.

gD

VF , siendo D = A / T


S.Santos H.

V: velocidad media (m/s) g: aceleracin de la gravedad (m/s2)

D: profundidad media (m) A: rea hidrulica (m2)

T: espejo de agua (m)

*Qu determina el Nmero de Froude en cada tirante conjugado?

b. Mediante la ecuacin de resalto hidrulico en seccin rectangular, calcular los valores tericos del tirante conjugado mayor en base al tirante conjugado menor.

1812

2

11

2 Fy

y

*Comparen ambos valores, calcular el error

c. Calcular el valor terico de la longitud del resalto (L) y clasificar el Resalto Hidrulico en funcin del F1, mediante el diagrama del USBR que se adjunta a continuacin.

*Comparen ambos valores de longitud (L y L), calcular el error

Longitud de Resalto Hidrulico USBR

d. Calcular la Energa especifica (E1 y E2) correspondientes a los tirantes conjugados y

1 e y2, para

cada prueba, mediante la ecuacin:

2

22

22 gA

Qy

g

VyEe

e. Calcular la eficiencia de cada resalto: 1

21

E

EE


F1

L/y2


S.Santos H.

5. DATOS Y CALCULOS

Prueba

#

Qr (lt/s)

Lectura

y1

(m)

Lectura

y2

(m)

Longitud

L

(m)

V1

(m/s)

V2

(m/s)

F1

F2

Calcular

y2 (m)

Grafico

L (m)

Ee1

(m)

Ee2

(m)

(%)

1

2

3

4

Formul Revis Aprob Autoriz Ing. Sissi Santos Hurtado Ing Fernando Montesinos Ing. William Snchez

Ing. Fernando Montesinos Ing. Romn Arciniega Ing. Jorge Cabrera

Profesores del Curso Coordinador de la Lnea Director de la Carrera Decano de la Facultad de Ingeniera

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