Práctica de Laboratorio N°1: Flujo Uniforme y Determinación de la Rugosidad en Canales, Ejercicios de Hidrología

¡Descarga Práctica de Laboratorio N°1: Flujo Uniforme y Determinación de la Rugosidad en Canales y más Ejercicios en PDF de Hidrología solo en Docsity!

Practica de Laboratorio N°

Flujo uniforme y determinación de la rugosidad en canales

Presentado por Grupo N°

Universidad del Magdalena

Facultad de ingeniería

Hidráulica

Santa Marta

Objetivos

General

 Evaluar las fórmulas empíricas de velocidad para canales abiertos

(Manning y Chézy) en el componente variable de cada una (n & C).

Específicos

 Aplicar los conocimientos obtenidos durante la realización de la práctica de

laboratorio.

 Hallar las variaciones de cada componente variable para los tramos a

evaluar en cada sección del canal.

 Comparar los valores prácticos obtenidos con los teóricos de tabla.

Fundamentación teórica

Formula de Chézy

Es una fórmula hidráulica básica, desarrollada por Chézy en 1775, para

determinar el caudal de agua en canales. Esta fórmula es el intento más antiguo

para expresar algebraicamente las pérdidas de energía en los canales, aunque se

deduce matemáticamente que su aplicación es empírica. Es válida y de gran

aplicación en canales prismáticos cuando se asume que la fuerza que se opone al

movimiento de los fluidos en un conducto está asociada con la fuerza de arrastre o

dragado que el fluido ejerce sobre las rugosidades de las paredes.

Q = A ∗ C ∗

Rh ∗ S →C =

Q

A ∗

Rh ∗ S

Donde;

Q= caudal ( m

3

/ s )

A= Área mojada ( m

2

C= rugosidad de Chézy

S= pendiente de la base del canal ( m / m ).

Rh= radio hidráulico

( m ) .

Formula de Manning

La fórmula de Manning es una evolución y adecuación de la fórmula de Chézy

para el cálculo de velocidades de agua en canales abiertos y tuberías, propuesta

por el ingeniero Robert Manning en 1989.

Q =

A

n

∗ S

1

2

∗ R h

2

3

→ n =

A

Q

∗ S

1

2

∗ R h

2

3

Donde;

Q= caudal ( m

3

/ s ).

A= Área mojada ( m

2

n= rugosidad de Manning

S= pendiente de la base del canal ( m / m ).

Rh= radio hidráulico ( m ).

(contieneferre, 2020)

Limnimetro

El limnimetro consiste en un instrumento que mide las variaciones del nivel de la

superficie del agua y cuyo resultado se transmite a un dispositivo de lectura o de

registro Utilizado en lagos, ríos o depósitos en el ámbito de la hidrología

Figura 3.

Imagen de un Limnimetro

(tecnoedu, 2017)

Canal hidráulico de laboratorio

Figura 4.

Imagen de un canal hidráulico de

laboratorio

(Inf. Tecnol, 2017)

Cronometro

El cronómetro es un reloj cuya precisión ha sido comprobada y certificada por

algún instituto o centro de control de precisión.

Figura 5.

Imagen de un cronometro

(Fisher Brand, 2013)

Resultados

Variación de datos

1 2 3 Datos fijos

Q (m^3/s)

3 b (m) 0,

S 0,0389 0,0304 0,

Datos obtenidos de la practica;

Q (m^3/s) S (m/m) Y (m)

Para Chézy;

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

1 Prom

=0,6528 ; C

2 Prom

=0,6627 ; C

3 Prom

Chézy

Q (m^3/s) S (m/m) b (m) Y (m) Am (m^2) Pm (m) Rh (m) C

Promedio 0,

Q (m^3/s) S (m/m) b (m) Y (m) Am (m^2) Pm (m) Rh (m) C

Promedio 0,

Q (m^3/s) S (m/m) b (m) Y (m) Am (m^2) Pm (m) Rh (m) C

Promedio 0,

Para Manning;

Conclusión

Una vez ejecutada la activación del sistema para realizar la toma de muestras, se

procedió a realizar los cálculos pertinentes para hallar lo que seria la rugosidad de

las paredes del canal, el único dato del cual no conocemos su valor real.

Conociendo las propiedades hidráulicas de la sección, como lo es el caudal (Q),

base (b), altura de flujo normal (y) y la pendiente, procedemos a realizar la

evaluación en los diferentes métodos (Manning y Chézy) despejando de cada uno

de ellos el valor de la rugosidad. Finalmente tomamos los valores y los

promediamos para cada tipo de caudal, dándonos como un resultado final; una

rugosidad de Manning entre; 0,9322 y 0,9391. Y una rugosidad de Chézy entre;

0,6528 y 0,6738.

Bibliografía

E. Lorenzo, D. Bellón, & G. Lopez. (2010). Curso de hidrología e hidráulica aplicada; Flujo uniforme.

U. nacional de ingeniería. (2015). Flujo uniforme; flujo en superficie libre.

Ven Te Chow. (1959). Hidráulica de los canales.

https://es.slideshare.net/3duardoJose/1-flujo-uniforme

https://www.cuevadelcivil.com/2011/02/flujo-uniforme-y-flujo-variado.html