Práctica 3

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
LABORATORIO DE HIDRÁULICA
HIDRÁULICA DE CANALES
PRÁCTICA 3
SALTO HIDRÁULICO
LABORATORIO
DE HIDRAULICA
OBJETIVO
Analizar las características de un salto hidráulico en un canal
horizontal de sección rectangular (Rehbock).
ANTECEDENTES
 Energía específica
 Función momentum
 Salto hidráulico
 Características del salto hidráulico
MEMORIA DE CÁLCULO
1. Calcular el gasto del vertedor triangular mediante la
ecuación Q = C h 5 / 2
donde
Q gasto en el canal, en m3/s
h carga sobre el vertedor, en m, h= N SA - N C
coeficiente de descarga del vertedor, en m1/2/s,
C según la ecuación C = 8 2 g tan  θ  µ K
 
2
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DESARROLLO
Canal rectangular de pendiente horizontal tipo Rehbock
1. Establecer un gasto en el canal cuidando que no se desborde,
y generar un salto hidráulico libre operando las compuertas
1 y 2, como se muestra en la figura 1.
g
θ
µ
K
B
aceleración de la gravedad, 9.81 m/s2
ángulo en el vértice del vertedor de aforo, 90°
coeficiente experimental que depende de h y θ,
según la figura 7.9 de la referencia 1
coeficiente que depende de B/h, según la figura 7.10
de la referencia 1
ancho del canal de aproximación B = 1.025 m
2. Para los tirantes conjugados medidos y un ancho de canal
b=0.25 m, calcular:
Figura 1. Corte longitudinal de un salto hidráulico.
2. Medir el nivel de la cresta N C y el nivel del agua N SA sobre
el vertedor triangular de aforo, en m
a) El momentum M, en m3, y comprobar que M 1 =M 2 .
Q2
=
M A zG +
gA
donde
A
área hidráulica, en m2
zG profundidad del centroide del área hidráulica, en m
b) La energía específica E, en m
E = y+
N C =___________m
N SA =___________m
V2
2g
donde
3. Medir el nivel de la plantilla N f y el de la superficie libre
del agua N s en las secciones correspondientes a los tirantes
conjugados del salto hidráulico, en m
Tabla 1. Tirantes conjugados del salto hidráulico.
Ns
Nf
y= N s - N f
Sección
m
m
m
1
V
velocidad, en m/s, V = Q
A
2
V
2g
carga de velocidad, en m
c) El número de Froude y su régimen
V
Fr =
gy
2
3. Calcular el tirante crítico y c , en m
4. Medir la longitud L j del salto hidráulico y la del remolino
L r , en m
L r =___________ m
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yc = 3
Q2
b2 g
L j =_____________ m
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FACULTAD DE INGENIERÍA
4. Obtener la pérdida de energía ΔE en el salto hidráulico, en
m, y la eficiencia η , en por ciento, con las expresiones
∆E = E1 − E2 ;
=
η
∆E
× 100
E1
Los subíndices 1 y 2 corresponden a los tirantes conjugados
menor y mayor del salto hidráulico, respectivamente.
5. Calcular las curvas de energía específica-tirante
momentum-tirante, para gasto constante en el canal.
y
7. Calcular las longitudes L j y L r del salto, con las fórmulas
empíricas indicadas a continuación y compararlas con las
medidas.
(
)
Lj
1.01
Silvester = 9.75 Fr1 − 1
y1

Woyciki

 y  
Lr
=
2.5 1.9  2  − 1
Pavlosky
y1
  y1  

Ludin
Lj
( y2 − y1 )
1. Sotelo, A. G. Hidráulica general, vol 1. México, Limusa,
1994.
2. Sotelo, A. G. Hidráulica de Canales. México, Facultad de
Ingeniería. UNAM,2001
3. Chow V. T. Hidráulica de los Canales Abiertos, Editorial
Mc Graw Hill, México 1985
CUESTIONARIO:
6. Dibujar en un mismo plano: el salto hidráulico, las curvas de
energía específica y momentum, donde el eje horizontal
coincida con el fondo del canal, como se muestra en la
figura 2. Acotar los tirantes conjugados y crítico, así como
la pérdida de energía ∆ E provocada por el salto
hidráulico.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1.
¿Cuáles son las hipótesis que se consideran en la
deducción de la función momentum?
2.
¿Qué representan los dos términos de la función
momentum?
3.
¿Por qué se utiliza el principio de momentum en el análisis
del salto hidráulico?
4.
¿Qué tipo de salto hidráulico se presentó en la práctica de
acuerdo con el número de Froude?
5.
Manteniendo el gasto constante, describa el procedimiento
que realizaría para que el salto visto en la práctica se barra
y para que se ahogue.
y 
= 8 − 0.05  2 
 y1 
y2 − y1  1   1 
= 

−
Lr
 4.5   ( 6 Fr1 ) 
Línea de energía
a) Salto Hidráulico
b) Curva M – y
c) Curva E - y
Figura 2. Curvas de mo m en t u m y energía específica para un sa lto hidráulico
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