Practicas Laboratorio

 

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1. OBJETIVOS
  • Estudiar a través del experimento el comportamiento de un resalto hidráulico. mediante el uso de un canal rectangular.
  • Observar las diferentes clases de resalto que se forman en la experiencia.

2. BASE TEÓRICA

El resalto hidráulico es una sobreelevación de la superficie liquida, el cual se presenta al pasar de una profundidad menor a mayor, a la cual se le llama profundidad crítica o energía mínima. El resalto hidraulico ocurre cuando se pasa de un flujo rápido a uno tranquilo es decir pasa de un tirante menor al crítico mayor.

 

Este fenómeno se presenta muy frecuentemente en la base de embalses, aguas debajo de compuertas y en los alrededores de obstáculos sumergidos.

 

  • Tipos de resalto hidráulico
  • Resalto claro. Se presenta con gran turbulencia, el cual hace que cierta porción del líquido retorne contra la corriente.
  • Resalto barrido. Se presenta como una superficie agitada pero sin remolinos y sin retorno del líquido.

3. APARATOS
  • Canal rectangular
  • Compuertas
  • Cinta métrica
  • Medidor de caudales de ultrasonido
  • Cronómetro

4. PROCEDIMIENTO
  • Encender la motobomba
  • Abrir la válvula para permitir el flujo sobre el canal. El caudal debe ser aproximadamente de 6 a 15 l/s. Equivalentes a unas diferencias de presión en el codo aforador de 10 a 35 cm. respectivamente.
  • Se abre la compuerta de entrada del canal 2 cm, Aprox.
  • Se abre la compuerta de salida con el fin de dejar pasar el agua.
  • Registrar los datos correspondientes a Y1, Y2, l para cada caudal a salir.
  • Tomar los volúmenes de agua aforado, con el fin de compararlo con el estipulado.

 

 

5. ANÁLISIS, INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS Y CALCULO TIPO

Datos:

D p = 15 cm

Y1 = 2.1 cm.

Y2 = 3.6 cm.

V = 0.9 m/s.

Cálculos:

Q = (0.08)(0.9)(0.1016)² = 0.007 m³/s.= 7 l/s.---à Primer caudal

q = 0.006/0.54 = 0.01296m³/s.

Yc = (q²/g)^(1/3) = 2.57 cm.

Fr = v/(g.y)^(1/2) = 1.6303 -------à V=Q/A=0.74 m./s.

Y2 = Y1/2((1+8Fr²)^½-1)= 3.63 cm.--à Altura del resalto

Yf = (V1²/2g+Y1)-(V²/2g+Y2) = -0.15 cm --à pérdida de energia entre las 2 secciones

Emin.= (3/2) Yc = 3.855 cm.

q² = g.(Y1+Y2).Y1.Y2 = 0.000422 m³/s.m.

L = 5(Y2-Y1) = 5(0.036-0.021) = 7.5 cm.
 
 

Para el segundo caudal:

?p=30 cm.

V = 1.3 m/s.

Q = 10.7 l/s.

q = 0.018814 m³/s.m

Yc = 3.208 cm.

Fr = v/(g.y)^(1/2) = 2.138381

Y2 = Y1/2((1+8Fr²)^½-1) = 4.3 cm.

Yf = -1.6 cm.

Emin. = 4.812 cm.

q² = g.(Y1+Y2).Y1.Y2 = 0.0079 m³/s.m

L = 5(Y2-Y1) = 8 cm.
 

CONCLUSIONES
  • Se pudo hacer el estudio experimental de un resalto hidráulico en un canal rectangular.
  • Al ocurrir un resalto hidráulico el tirante será siempre inferior al crítico.
  • El flujo para los dos caudales es de régimen turbulento.
  • Existen dos tipos de resaltos claro y barrido, la cual en el laboratorio observamos el claro con turbulencia y retorno de una porción de líquido.
  • A mayor caudal, mayor es el Y2 calculado
  • La energía crítica y el Yc es mas alto en el caudal mayor.

 

BIBLIOGRAFÍA



MOTT, ROBERT. Mecánica de fluidos aplicada. De. Prentice hall.

H.W. KING, MANUAL DE HIDRÁULICA

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