Informe de Aforo

8/22/2019 Informe de Aforo

1/11

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANOESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA MECANICA ELECTRICA

LABORATORIO DE INGENIERIA MECANICA II

ENSAYO N1

FLUJO INTERNO (AFORO DEL RIO COATA)

1. RESUMEN:

El presente ensayo es realizado con la finalidad de encontrar la descarga o caudaldel ro Coata en la estacin Puente Unocolla utilizando para ello uncorrentmetro o molinete de eje vertical.

Los resultados obtenidos en el presente ensayo fueron calculados con elprocedimiento correspondiente expuesto en la parte terica, (vase el ejemplo decalculo en el apndice) estos resultados se obtuvieron previo anlisis de los datostomados en el ensayo; dando como resultado una caudal total de 31.332 m3/s.

Estos resultados obtenidos son unas aproximaciones al valor real ya que contieneerrores. Como se comprender el verdadero valor de una medicin no se puedehallar ya que siempre intervienen errores de diversas clases los cuales hacen queel resultado calculado no sea exactamente el valor real.

2. OBJETO:

Aforar el rio coata en el puente unocolla(Juliaca) Determinar el caudal del rio coata(m3/s)

3. TEORIA:

AFORO DESDE PUENTE

Para medir la velocidad con el molinete GURLEY se debe tener encuenta:

1. Si la H de profundidad del rio es mayor 1 metro se medir dosvelocidades.

V1 = 0.2H

V2 = 0.8H V = V1 + V2

2. Cuando la H de profundidad se menor a 1 metro se medir solo unavelocidad.

V = 0.6H


2/11



Datos:

Numero de seales de sonido en t segundos. Tiempo en que se midi las seales t

FORMULAS DEL MOLINETE PARA HALLAR LA VELOCIDAD:

Para revoluciones mayores a 40.V = ((2.170 N)/t + 0.030)*0.3048

Para revoluciones menores a 40.

V = ((2.180 N)/t + 0.020)*0.3048 Donde:

N: numero de revoluciones. t en segundos en este caso se tomo 50 segundos Para cada tramo. 0.3048 es la constante de conversin de pies/seg. A m/seg.

AFORO DESDE PUENTE SENAMHI

Siempre que en el tramo de aforo se encuentre un puente, convendr estudiar laposibilidad de utilizarlo como estructura para aforar, sin embargo cuando dichopuente presenta obstculos de consideracin al paso de la corriente, como puedesuceder con machones que dan lugar a la formacin de remolinos, o bien, cuandose encuentran dificultades para las operaciones de aforo, ser preferirle desistir de

utilizarlo, debindose recurrir a la construccin de una estructura especial, ya quede otro modo se reducir considerablemente la precisin de las medidas.El aforador deber contar con el siguiente equipo:


3/11



Adems el aforador deber llevar cronmetro, huincha flexo, libreta de aforo,lpiz o punta bola.

Debe tener en cuenta que orilla izquierda OI es aquella que si supuestamente noscolocamos en medio del ro mirando aguas abajo se encuentra a nuestra izquierda.

Orilla derecha OD es aquella que si supuestamente nos colocamos en medio del

ro mirando aguas abajo se encuentra a nuestra derecha.

- Se marcar en el puente las distancias horizontales determinadas por el anchodel ro.

Debe dejar en blanco las casillas correspondientes a las alturas de escala y horadc finalizacin del aforo, estaos datos se anotarn cuando finalice el aforo.

Si esta aforando con equipo GURLEY, dc acuerdo a la velocidad del ro, utilizar elborne correspondiente a (1-1), una revolucin una seal el borne de (5-1), cincorevoluciones una seal.

Al inicio del aforo, anotar la distancia entre el origen y el lugar donde el agua se

une con el suelo, se debe anotar tambin la profundidad que no siempre es cero.

1 revolucin 1 seal

5 revoluciones 1 seal


4/11



NUMERO DE VERTICALES

Dependiendo del ancho del ro se tomarn en cuenta la separacin entre verticalesde acuerdo a la siguiente tabla:

DESDE HASTA SEPARACIN

0.0 1.2 0.301.2 3.0 0.403.0 5.0 0.505.0 8.0 0.708.0 12.0 1.0012.0 18.0 1.0018.0 25.0 1.5025.0 35.0 2.0035.0 50.0 3.00

50.0 70.0 4.0070.0 adelante 5.00

RESUMEN

Las Distancias entre verticales se las determinar en funcin del ancho del ro. Enalturas que estn entre 0.3 m y 0.6 m se tomar un solo punto.

En alturas que estn entre 0.6 y 1.2 m., se tomarn 3 puntos 0.2h, 0.4h y 0.6h Enalturas mayores a 1.2 m se tomarn cuatro puntos 0.2h, 0.4h, 0.6h y 0.8h

CORRECCIONES POR NGULO

Si el conjunto molinete - escandallo no pesa lo suficiente para mantenerseperpendicular a la superficie del agua, con una precisin de 4 grados como


5/11



mnimo, el ngulo que forma el cable que sostiene al conjuntomolinete - escandallo ( ) se medir con un transportador, redondeando elresultado al grado mas prximo. El ngulo ( ) no debe ser superior a 30.

La relacin entre la profundidad exacta d y la profundidad registrada dab, basada enel ngulo ( ) medido y en la distancia entre la superficie del agua y el punto desuspensin de la lnea de sondeo x, es la siguiente:

Donde:

= Profundidad exacta= Profundidad registrada

x = Dist. entre la sup. del agua y el punto de suspensin de la lnea de

sondeo= Angulo medido

k = Factor de correccin para valores dados de

Los valores de k, que se dan en la tabla, estn basados en el supuesto de que lapresin de arrastre ejercida sobre la plomada en la capa de agua relativamentetranquila prxima al fondo puede despreciarse y de que el conjunto molinete -escandallo estn diseados de tal modo que ofrezcan poca resistencia a lacorriente. Las incertidumbres de esta estimacin son tales que, si el ngulo que elconjunto molinete - escandallo forma con la vertical es superior a 30 grados,pueden producirse errores importantes.

Factor de correccin k para valores dados de

k k k4 0,0006 14 0,0098 24 0,02966 ,0016 16 ,0128 26 ,03508 ,0032 18 ,0164 28 ,0408

10 ,0050 20 ,0204 30 ,047212 ,0072 22 ,0248 32 ,0544

PRECAUCIONES QUE SE DEBE TOMAR ANTES DL REALIZAR. EL AFOROMOLINETE GURLEY.

Una vez armado el molinete, debe verificar qu todos los tornillos estn ajustadospara evitar la prdida de alguna pieza, sin descuidar la tuerca que asegura elpivote, la cual debe estar debidamente apretada, en seguida se aflojar la tuercaque levanta el eje de las copas, hasta que este apoye en el pivote, y dichas copaspuedan girar libremente.


6/11



PRUEBA DE GIRO

En caso de estar en buenas condiciones el molinete, al imprimir un movimiento enlas copas, estas deben girar libremente un rato.

El molinete emitir chirridos por falta de aceite, es necesario aceitar el molinetecada vez que sea necesario.

Si hay una. Diferencia considerable de tiempo despus de realizar la prueba degiro varias veces a partir de la misma posicin, debe revisar su molinete, y sicontina este problema debe llevarlo a su oficina regional.

Asegrese de que todos los circuitos estn bien conectados.

Asegrese de que el contador, sea este linterna o audfono emita sus seales.

Debe revisar las conexiones cuando:

Las conexiones estn mal. Si hay interrupciones en el sonido, o si este no corresponde a las revoluciones.

El contador (sea linterna o audfono) no emitir ningn sonido cuando:

Se haya desconectado el cable Se haya cortado el cable Se hayan gastado las pilas

El contacto (alambre acerado) tenga un contacto no bueno

El contador (sea este linterna o audfono) emitir una seal continua cuando:

Se haya desconectado una de las terminales y este contacto haciendo corte Es muy fuerte el alambre acerado no se desprende con facilidad del contacto

El contador (sea este linterna o audfono) emitir una seal irregular cuando:

El eje estar trabado con paja o hierba Se haya interrumpido el contacto Prueba del cronmetro

Deje que la manecilla de una revolucin completa, y repita si no se traba. Asegrese de que la manecilla regrese al punto cero

4. APARATOS:

Los aparatos que se utilizaron son los siguientes:

- Un molinete GURLEY TIPO PRICE N 502 con hlice N 101.

MOLINETE GURLEY TIPO PRICE

El medidor de corriente GURLEY consta de una rueda de cangilones, montada enun eje vertical, que gira al quedar suspendida en agua corriente. Generalmente la


7/11



rueda que gira lleva unas aspas o copas sobre las cuales el aguaal chocar ejerce una fuerza que le imprime movimiento de rotacin, tanto msrpido cuanto mayor sea la velocidad de la corriente.Para contar el nmero de vueltas que da la rueda, se utilizan diversos sistemas,siendo el ms prctico el elctrico, que transmite una seal perceptible a unaudfono o a una linterna, cada cierto nmero de vueltas de la rueda (puede seruna seal por cada vuelta o una seal por cada cinco vueltas).El circuito se cierra a cada revolucin o bien cada quinta revolucin, bornesindependientes, permiten el rgimen de conteo deseado.

Instrumento para aforar:Molinete tipo taza cnica

5. PROCEDIMIENTO:

Para realizar el calculo de la descarga es empleara el mtodo descrito en la parteterica; en la parte que corresponde al aforo desde puente.

El aforo comenz a las 7:30am del 22-04-2009 y finalizo alas 8:30am, durante elproceso de la toma de lecturas se observ que el molinete se mantena encondicin estable gracias a una pesa ubicada debajo del molinete(lastre) cuyo peroes de 7.5 kg.

La manera por la cual se tomo la lectura fue el conteo de la emisin de pitidos delmolinete en un tiempo medido de 50 segundos por cada punto vertical.

El molinete usado para el aforo estaba en condiciones aceptables de utilizacin yaque el encargado del aforo se encarga del mantenimiento peridico de ste; por lotanto los resultados obtenidos brindan una buena aproximacin a la descarga ocaudal real.

El montaje usado del molinete en cada vertical es el siguiente:


8/11



6. RESULTADOS:

Los resultados que se obtuvieron son los siguientes:

TABLA 1SONDEOS CORRENTOMETRO VELOCIDAD SECCION DESCARGA

Dist.delunto

nicial

Profund.Profundidad

de la

Observacin

Revoluc.(pitidos)

TiempoEn elpunto

Mediaen la

vertical

Mediaen el

tramo

Profund.media

Ancho rea Caudal

m m Mtodo m 5rev= 1pit seg m/seg m/seg m/seg m m m2 m3/seg11 0 0.6 0 0 30 0 0.025 0.0 0 0 0 012 0.29 0.6 0.174 9 30 0.099 0.099 0.049 0.145 1 0.145 0.007118 0.33 0.6 0.198 26 30 0.244 0.244 0.171 0.31 6 1.86 0.318024 0.26 0.6 0.156 72 30 0.637 0.637 0.440 0.295 6 1.77 0.778830 0.58 0.6 0.348 128 30 1.1150 1.1150 0.876 0.42 6 2.52 2.2075036 0.46 0.6 0.276 43 30 0.389 0.389 0.752 0.52 6 3.12 2.346239 0.25 0.6 0.150 17 30 0.167 0.167 0.278 0.355 3 1.065 0.296000 00 0.0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0000 00 0.0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0062 0.22 0.6 0.132 11 30 0.116 0.116 0.058 0.11 1 0.11 0.006368 0.48 0.6 0.288 37 30 0.338 0.338 0.227 0.35 6 2.1 0.476774 0.40 0.6 0.240 63 30 0.560 0.560 0.449 0.44 6 2.64 1.185380 0.46 0.6 0.276 48 30 0.432 0.432 0.496 0.43 6 2.58 1.272686 0.50 0.6 0.300 62 30 0.551 0.551 0.491 0.48 6 2.88 1.414092 0.27 0.6 0.162 62 30 0.551 0.551 0.551 0.385 6 2.31 1.272898 0.31 0.6 0.106 38 30 0.347 0.347 0.449 0.29 6 1.74 0.7812

104 0.33 0.6 0.198 0 30 0 0 0.173 0.32 6 1.92 0.3321

110 0.36 0.6 0.180 48 30 0.432 0.432 0.216 0.315 6 1.89 0.4082116 0.40 0.6 0.240 93 30 0.816 0.816 0.624 0.35 6 2.1 1.3104120 0.27 0.6 0.162 28 30 0.261 0.261 0.538 0.335 4 1.34 0.7209


9/11



124 0.31 0.6 0.186 31 30 0.257 0.257 0.274 0.29 4 1.16 0.3178126 0 0.6 0 0 30 0.025 0.025 0.143 0.155 2 0.31 0.0443

Descarga Total 15.5135

NOTA: Un ejemplo de clculo de los datos est contenido en el apndice.

Los resultados de la ultima columna sumados dan la descarga o caudal total del rolo cual es: 31.332 m3/seg; lo cual es bastante aproximado al es resultado de18.029 m3/seg calculado por el encargado del aforo.

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

Se obtuvo la medida del caudal del ro coata, empleando para esto el mtodoexpuesto por el encargado del aforo del ro; lo cual es el calculo de caudales

parciales por tramo de ancho de ro, en donde en cada tramo el caudal es igual alproducto de la velocidad media medida por la profundidad media por el ancho detramo ; el numero de mediciones por vertical y la distancia de los tramos estadeterminada por las caractersticas del ro (ancho y profundidad) para lo cualexisten tablas que se exhiben en la parte terica para la determinacin de estosparmetros para realizar el aforo correctamente.

Estos resultados obtenidos no pueden ser exactos, y contienen errores; los cualesson debidos a diferentes factores entre los cuales tenemos por ejemplo el vientofuerte de ESTE que haba durante el aforo lo cual hace variar la velocidad del aguaen la superficie del ro, tambin acarrea error la presencia de pequeos remolinosde agua en la zona del aforo, lo cual debera de evitarse, otro aspecto es el hechode que el molinete usado emite 1 pitido por cada 5 revoluciones lo implica que alcabo de 50 segundos (tiempo usado para el conteo de pitidos) el molinete no escapaz de registrar por ejemplo las ultimas 2, 3 o 4 revoluciones; sin embargo laimplicancia de estos errores en el resultado final son de menor cuanta por lo queeste resultado todava posee una buena aproximacin.

8. DISCUSION:

El mtodo de calculo de caudal es muy simple desde que se sabe que el caudal en

una corriente es igual al producto de el rea de la seccin de la corriente por lavelocidad lineal de esta; por lo que en este mtodo se calcula el caudal en cadatramo el cual es igual al producto de la velocidad media calculada por laprofundidad media por el ancho del tramo; lo cual es sntesis es caudal =velocidad x rea, el hecho de tomar las medias para las velocidades y para lasprofundidades es para compensar el hecho de que la velocidad del fluido no esconstante a lo largo de una vertical y para compensar el irregular suelo del ro.

9. APENDICE:

Los datos que se tomaron son la velocidad del fluido en forma de velocidad

angular (revoluciones) el cual se transforma posteriormente a velocidad linealutilizando una formula matemtica la cual es propia del instrumento; en estaformula matemtica se relaciona la velocidad angular con la velocidad lineal, las


10/11



cuales, es sabido que se relacionan por medio del radio de giro eneste caso del eje del molinete a las cazoletas o copas.

Se empez a realizar el aforo por la orilla izquierda tomando una sola medida develocidad por vertical debido a la profundidad del ro y el primer tramo a 2 metrosdebido a la ausencia de agua a los 0 metros del ancho del ro y luego cada 10metros de acuerdo al ancho del ro hasta los 130 metros; en donde a partir de ahse tomo la medida a 6 metros en el siguiente tramo y luego a 3 metros, paraterminar con un tramo de 1 metro para completar a los 140 metros en donde seconcluyo.

El cronometro utilizado fue un reloj digital por lo que no acarrea errores de lectura.

La precisin del molinete utilizado es aceptable ya que utilizado para el registro dedescargas por el SENAMHI y esta provisto de un mantenimiento peridico por el

encargado de realizar el aforo.

A continuacin se presenta un ejemplo de calculo de la TABLA 1 para el calculo decaudales por tramo:

SONDEOS CORRENTOMETRO VELOCIDAD SECCION DESCARGADist.delunto

nicial

Profund.Profundidad

de laObservacin

Revoluc. TiempoEn elpunto

Mediaen la

vertical

Mediaen eltramo

Profund.media

Ancho rea Caudal

m m Mtodo m seg m/seg m/seg m/seg m m m2 m3/segFILA N 00

8 0.00 0.60 0.00 0.00 0.00 0.000 0.000

FILA N 0112 0.24 0.60 0.14 4(20rev.) 50.00 0.2719 0.2719 0.1389 0.120 4 0.48 0.1305

FILA N 02

20 0.61 0.60 0.37 10.1(51rev) 50.00 0.6834 0.6834 0.4779 0.425 8 3.4 2.3236

CALCULO DE LA FILA N 01

VELOCIDAD

EN EL PUNTO: 0.2719 = (2.18x20/50+0.020)*0.3048MEDIA EN LA VERTICAL: 0.2719 = 0.2719MEDIA EN EL TRAMO: N nueva = (0.00+20)/2 = 10rev.


11/11



Entonces: Vmed. = (2.18x10/50+0.020)*0.3048 = 0.1389

SECCION

PROFUNDIDAD MEDIA: 0.120=(0.24+0.00)/2ANCHO: 4 metrosAREA: 0.48 = 4x0.12

DESCARGA

CAUDAL: 0.1305 = 0.2719 x 0.48

CALCULO DE LA FILA N 02

VELOCIDAD

EN EL PUNTO: 0.718 = (2.17x51/50+0.030)*0.3048MEDIA EN LA VERTICAL: 0.6834 = 0.6834MEDIA EN EL TRAMO: N nueva = (51+20)/2 = 35.1rev.Entonces: Vmed. = (2.17x35.1/50+0.030)*0.3048 = 0.4779

SECCION

PROFUNDIDAD MEDIA: 0.355=(0.54+0.17)/2ANCHO: 8 metrosAREA: 3.4 = 8 x 0.425

DESCARGA

CAUDAL: 2.3236 = 3.4 x 0.718

Informe de Aforo

Documents

Transcript of Informe de Aforo