Distribución de Velocidades en un canal de laboratorio a superficie libre

Ing. José Manuel Gómez M.
PRACTICA N° 1
Medición de Velocidades en un Canal Con Flujo a Superficie Libre
Objetivos
Objetivo General
Explicar la curva de distribución de velocidades en un flujo con superficie libre en un canal de
sección y pendiente constante.
Objetivos Específicos
1)
Caracterizar la curva de distribución longitudinal de velocidades en un flujo a superficie libre
en un canal a superficie libre.
2)
Entender la distribución de velocidades en una sección transversal de un canal de sección
constante y pendiente constante en un flujo a superficie libre.
3)
Comprender el significado físico de los coeficientes de Coriolis y Boussinesq en un flujo a
superficie libre.
Ecuaciones a utilizar
Q  V .A
Ecuación de Continuidad
E  z
Ecuación de Energía
P

.
V2
2.g
Coeficiente de Coriolis
V

Coeficiente de Boussinesq:
V

3
dA
3
m
V .A
2
dA
Vm2 . A
8

Q
* Cg * 2 g * tg * hv 2
1500
2
5
Caudal en vertedero triangular
Siendo
Cg=
Coeficiente de gasto, sólo en vertedero triangular, 0,60
=
ángulo central del vertedero triangular. En este caso 60°
hv=
altura de agua medida con medidor de punta aguas arriba del vertedero
NOTA:
Queda de parte de los alumnos averiguar las unidades de cada variable.
Ing. José Manuel Gómez M.
Marco Teórico:
-
Investigar sobre la distribución de velocidades de los fluidos, coeficientes de Coriolis y
Boussinesq y el Tubo de Pitot.
Equipo de Trabajo:
-
Vertedero triangular
- Piezómetros en canal.
-
Medidores de Punta.
- Tubo de Pitot
- Canal de vidrio
Procedimiento:
-
Establezca un caudal en el canal de vidrio.
-
Medir la sección transversal del canal.
-
Con el medidor de punta mida la profundidad de agua alcanzada una vez se equilibre el gasto.
-
En el vertedero triangular mida la carga de agua sobre el vertedero.
-
Purgue los piezómetros. Cada vez que saque el Tubo de Pitot del agua deberá purgarlo.
-
Cada alumno deberá medir al menos un punto de la curva de distribución de velocidades
tomando nota de la altura a la cual se encuentra el Tubo de Pitot y los niveles piezométricos
reportados en el equipo. Se hará un mínimo de dieciocho (18) lecturas en la corriente de agua.
En la misma sección transversal, se tomaran seis lecturas en el eje del canal, 6 lecturas lo más
cerca de la margen izquierda y 6 lecturas lo más cerca de la margen derecha del canal.
Cálculos y Resultados que debemos efectuar:
-
Cálculo de las velocidades en diversas profundidades del flujo y distancias horizontales.
-
Graficar la Curva de distribución de velocidades en cada sección y dibujar la envolvente de
distribución de velocidades en tres dimensiones.
-
Dibujar las isotacas de la sección en estudio.
-
Cálculo de Caudal por integración y por aforo según vertedero triangular.
-
Cálculo de los coeficientes de Coriolis y Boussinesq.
Análisis de Resultados:
-
Análisis lógico de los resultados.
-
Discusión de resultados.
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Implicaciones teóricas y prácticas.
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Justificación de errores