UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMA DE MXICO FACULTAD DE INGENIERA SEMESTRE 2009-1 DEPARTAMENTO DE INGENIERA HIDRULICA. LABORATORIO DE HIDRULICA, CUBCULO 63. OBJETIVO Analizarladistribucindelapresinenelfondodeuna cubeta de lanzamientoy el perfildel chorro descargado por ella. ANTECEDENTES Distribucin de la presin en la seccin de un flujo curvilneo. Ecuacin del perfil del chorro descargado por una cubeta de lanzamiento. DESARROLLO Vertedor de excedencia con cubeta de lanzamiento 1.Medir el nivel de cresta NC del vertedor triangular. 2.Establecer un gasto Q y medir el nivel del agua NSA del vertedor triangular. 3.Determinar la elevacin Nfen el fondo de las secciones 1 y 6, correspondientes al inicio y final de la cubeta.4.Obtener el perfil de la superficie libre del agua Ns en la cubeta, a lo largo de 6 secciones, segn la figura1. 5.Medirelalcancemximoxmxdelchorrodescargado segn la figura 1. REGISTRO DE DATOS En el vertedor: NC=_________m, NSA=___________m En la cubeta: Ancho de la cubeta, b=0.4 m Alcance del chorro, xmx =____________m x x x x xR1 2 3 4 5 6xmxymxyx Radio de curvatura de la cubeta R=0.37 m Figura 1. Perfil del flujo y del chorro lanzado por la cubeta Perfil del flujo Seccin xmNf

m Ns m10.0 20.1 30.2 40.3 50.4 60.5233 MEMORIA DE CLCULO 1.Calcular el gasto en el vertedor triangular con la ecuacin2 / 5h C Q =donde 2.Dibujarunplanoenpapelmilimtricoaescalaque contenga: El perfil de la cubeta en color negro El perfil de la superficie libre medido, en color azul. 3.Obtener del plano anterior 7 tirantesdperpendiculares al fondode la cubeta, en m, ymostrarlos en el mismo plano. Para cada uno de stos calcular el rea hidrulica, en m2 y la velocidadmedia, en m/s. 4.Paracadatiranteobtenidoenelinciso3,calcularlas cargasdepresin,enm,enlacubetadelanzamiento, segn la ecuacin: R gd VdgpiB2cos + = donde id cos proyeccin vertical del tirante, en m R gd V2 desviacindelacargadepresinpor efecto de curvatura de las lneas de flujo, en m gaceleracin de la gravedad, en m/s2

densidad del agua, en kg/m3 d tirante perpendicular al fondo, en m Vvelocidad media en la seccin de estudio, en m/s Rradio al fondo de la cubeta, R=0.37 m ingulodeinclinacindelaplantillade cadaseccinrespectodelahorizontal obtenido del plano. 5.Dibujar en el plano del inciso 2 el diagrama de las cargas de presin calculadas en el inciso 4, como se muestra en la figura 2. LABORATORIO DE HIDRULICA OBRAS HIDRULICAS Prctica 3 Cubeta de Lanzamiento M. I. Isis Ivette Valdez Izaguirre www.ingenieria.unam.mx/hidrounam

h carga sobre el vertedor triangular, en m; NC NSA h = NSAnivel de la superficie libre del agua en el canal de aproximacin, en m NCnivel de cresta del vertedor, en m Ccoeficiente de descarga del vertedor, en m1/2/s K g C =2tan 2158 gaceleracin de la gravedad, en m/s2 ngulo del vertedor, 90 coeficiente experimental que depende de h y , segn la figura 7.9 de la referencia 1Kcoeficiente que depende deB/h, segn la figura 7.10 de la referencia 1Bancho del canal de aproximacin al vertedor triangular, B=0.70m. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMA DE MXICO FACULTAD DE INGENIERA SEMESTRE 2009-1 DEPARTAMENTO DE INGENIERA HIDRULICA. LABORATORIO DE HIDRULICA, CUBCULO 63. 7 5 4 3 2 1 6x Figura 2. Distribucin de las cargas de presin en un flujo cncavo. 6.Convertir las cargas de presin del inciso 4 a Pa. 7.Dibujarelperfildedistribucindelaspresiones calculadas en el inciso 6 que actan sobre el fondo de la cubeta,desarrollado comoel eje xque se muestra enla figura2extendiendoelarcoenlnearecta,comose muestra en la figura 3. Figura 3. Distribucin de la presin en un flujocncavo sobre un eje recto. 8.Determinarelreabajolacurvadedistribucindela presin del inciso 7, en N/m.9.Obtener la fuerza dinmica, en N, que ejerce el flujo sobre la cubeta como el producto del rea obtenida en el inciso 8 por el ancho b de la cubeta. 10.Calcular el perfil del chorro descargado por la cubeta con laecuacindelatrayectoriaparablica,sualturaysu longitud, con la ecuacin:222cos26 . 3tan+ =gVdxx y donde y x,coordenadashorizontalyvertical,enm,respectoalorigen,comosemuestraenlafigura 1 ngulodedespeguedelacubetade lanzamiento de la seccin 7, 45. d Tirantededespegueperpendicularalfondo de la seccin 7, en m. V2/2gcargadevelocidadenlaseccin7de despegue, en m. REFERENCIAS1.SoteloA.G.,Hidrulicageneral,Vol.1,Editorial Limusa, Mxico 1990. 2.SoteloA.G.Hidrulicadecanales,Facultadde Ingeniera, UNAM, Mxico 2002. 3.http://es.wikipedia.org CUESTIONARIO1.Cul es el propsito de una cubeta de lanzamiento? 2.Cmosedisipalaenergaconunacubetade lanzamiento? 3.Qucaractersticastienenlaspresionesquegenerael flujo curvilneo sobre la cubeta de lanzamiento? 4.Qu importancia tiene conocer la fuerza dinmica que el flujo ejerce sobre el fondo de la cubeta? 5.Dequdependeelalcancemximoylaalturadel chorro lanzado por la cubeta? px6 12 34 5 7