Reporte 2 h2 Modificado Por Mi
-
Upload
victor-e-zamora -
Category
Documents
-
view
223 -
download
0
Transcript of Reporte 2 h2 Modificado Por Mi
7/24/2019 Reporte 2 h2 Modificado Por Mi
http://slidepdf.com/reader/full/reporte-2-h2-modificado-por-mi 1/17
PRACTICA #02
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIARECINTO UNIVERSITARIO PEDRO ARAUZ
PALACIO
FACULTAD DE TECNOLOGIA DE LACONSTRUCCIONDEPARTAMENTO DE CONSTRUCCION
LABORATORIO DE HIDRAULICA ll(UNI – RUPAP)
Práctica ! la"#rat#ri# $ %&
DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE
MANNING (')
INTEGRANTESVICTOR ENRIUE FLORES ZAMORA%*++,-./01SARAI BRAVO ALVAREZ%*++,-/%/-
-PROF& DE TEORIA ING& SILVIO CASTILLO
GRUPO DE TEORIA IC – 0+N
LABORATORIO DE HIDRAHULICA II 0
7/24/2019 Reporte 2 h2 Modificado Por Mi
http://slidepdf.com/reader/full/reporte-2-h2-modificado-por-mi 2/17
PRACTICA #02
PROF& DE PRACTICA ING LILLIAM DUARTE
INTRODUCCION&
Con lo respecto a las difcltades de c!lclo asociadocon el an!lisis del "o en canales a$iertos% losin&enieros% al tratar de 'allar n ()todo si(ple para
los c!lclos de descar&a 'an desarrollado *+r(laspara el caso ,e la lnea de ener&a se sponeparalela a la pendiente del *ondo del canal.
Raras /eces la pendiente del canal es ni*or(e en lanatralea1 la r&osidad el !rea de la secci+nca($ia entre na otra secci+n. Por lo tanto resltao$/io ,e la aceleraci+n no ser! i&al a cero en la
pr!ctica% pero el a'orro en las operaciones del c!lclo%as co(o la eli(inaci+n de la incertid($re asociadocon la deter(inaci+n de la /erdadera descar&aspesta% 'acen ,e /al&a la pena sar este en*o,e.El "o sin aceleraci+n ni desaceleraci+n se le conoceco(o FLU2O NORMAL% ,e en canales a$ierto secalcla por la *or(la de C'e3 45 67A5C8√9R8:;
Donde3 C5√ 9<8&7=; =3 Coefciente de *ricci+nPara "o la(inar3 =5 9>?7Re; Re5 948d74; 4 5
4iscosidad Cine(!tica
LABORATORIO DE HIDRAHULICA II 1
7/24/2019 Reporte 2 h2 Modificado Por Mi
http://slidepdf.com/reader/full/reporte-2-h2-modificado-por-mi 3/17
PRACTICA #02
@C es le coefciente de C'e de resistencia delcanal% n *actor deter(inado eperi(ental(ente.Bas!ndose en n &ran n(ero de (ediciones en elca(po en los canales de la$oratorios% desde
co(iena del si&lo I% se deter(ino el /alor
De @C en nidades ()tricas co(o3 endonde @n es el lla(ado el coefciente de annin&% n*actor de resistencia ,e se refere a las condicionesdel
Canal. En nidades in&lesas la ecaci+n es3
OB2ETIVOS&• Deter(inar eperi(ental(ente el coefciente de
annin& del canal del La$oratorio.
• *a(iliariar al estdiante con el eperi(ento.
ASPECTOS GENERALES&
El in&eniero Irland)s Ro$ert annin& propso en
<<F na *+r(la para calclar la /elocidad (edia enn canal con "o ni*or(e% la cal *e (odifcadaposterior(ente
LABORATORIO DE HIDRAHULICA II 2
6
1
*1 R
nC =
4
1
*486.1
Rn
C =
2
1
03
2
**1
S Rn
V =
7/24/2019 Reporte 2 h2 Modificado Por Mi
http://slidepdf.com/reader/full/reporte-2-h2-modificado-por-mi 4/17
PRACTICA #02
Donde n es el coefciente de annin&% R es el radio'idr!lico :0 es la pendiente de *ondo del canal. Enesta pr!ctica tratare(os de deter(inar el coefciente
de annin& en n canal 'idr!lico de la$oratoriorepresentado en n canal artifcial donde lasr&osidades son desconocidas. Es de &ran i(portanciael conoci(iento% de los ele(entos &eo()tricos de nasecci+n trans/ersal% son a,ellas propiedades ,epeden ser3
• Pro*ndidad del "o 9G;
• Ele/aci+n de la sperfcie del a&a.• Anc'o sperfcial 9T;
• Per(etro (oado 9p;
• Radio 'idr!lico 9R;
• Pro*ndidad 'idr!lica 9P;
• actor de secci+n para "o critico
• actor de secci+n para "o ni*or(e
COEFICIENTE DE MANNING
Es n *actor de se&ridad deter(inadoeperi(ental(ente solo para el a&a. La ecaci+n deannin& con n /alor constante de n% aplica$lenica(ente a "os tr$lentos co(pleta(enter&osos.
LABORATORIO DE HIDRAHULICA II 3
7/24/2019 Reporte 2 h2 Modificado Por Mi
http://slidepdf.com/reader/full/reporte-2-h2-modificado-por-mi 5/17
7/24/2019 Reporte 2 h2 Modificado Por Mi
http://slidepdf.com/reader/full/reporte-2-h2-modificado-por-mi 6/17
PRACTICA #02
de n es (aor pede /ariar si&nifcati/a(ente conel tirante del "o.
IREGULARIDAD DEL CANAL&
Co(prende irre&laridades en el per(etro (oado /ariaciones en la secci+n trans/ersal% ta(aJo *or(a de la lon&itd del canal. En los canalesnatrales% tales irre&laridades son introdcidasnor(al(ente de$ido a la presencia de $arras dearena% ondas arenosas% pro(otorias depresiones%
'oos relie/es en el lec'o del canal.
En las /ariaciones &radales tiene n e*ectoinsi&nifcante so$re n% pero ca($ios a$rptos (aor,e n% de lo ,e podra esperarse si se consideranica(ente la sperfcie r&osa del canal. OBSTRUCCION
La presencia de troncos% pilares de pentes se(eantes tiende a a(entar n% en (onto dela(ento depende de la natralea de la o$strcci+n%s ta(aJo% *or(a n(ero distri$ci+n.
NIVEL DE AGUA 3 DESCARGA&
El /alor de n% en la (aora de las corrientes decrececon el a(ento en el ni/el en el cadal. Cando ela&a $aa las irre&laridades del *ondo de canal est!nepestas ss e*ectos se 'acen pronnciados. :ine($ar&o% el /alor de n% pede ser &rande para ni/eles
LABORATORIO DE HIDRAHULICA II 5
7/24/2019 Reporte 2 h2 Modificado Por Mi
http://slidepdf.com/reader/full/reporte-2-h2-modificado-por-mi 7/17
PRACTICA #02
altos si los $ancos son r&osos con (c'a/e&etaci+n.
DETERMINACION DEL COEFICIENTE DERUGOSIDAD MANNING
Con el o$eto de proporcionar na &a en ladeter(inaci+n apropiada% del coefciente der&osidad% se no($raran catro ca(inos &enerales.
• Co(prender los *actores ,e a*ectan el /alor den% as ad,irir n conoci(iento $!sico del
pro$le(a redcir el anc'o ca(po desposiciones.
• Consltar n cadro de /alores tpicos n% paracanales de /arios tipos.
• Ea(inar *a(iliariarse con la aparici+n deal&nos canales tpicos cos coefcientes der&osidad son conocidos.
• Deter(inar el /alor de n% a tra/)s de n
procedi(iento analtico $asado so$re ladistri$ci+n te+rica de la /elocidad en la secci+ntrans/ersal del canal so$re los datos de las(edidas de /elocidad o de r&osidad.
DESARROLLO&
EUIPOS DE TRABA2O• canal 'idr!lico
• 2 pesas de K &.
• 2 Hidr+(etros.
• Crono(etro.
LABORATORIO DE HIDRAHULICA II 6
7/24/2019 Reporte 2 h2 Modificado Por Mi
http://slidepdf.com/reader/full/reporte-2-h2-modificado-por-mi 8/17
PRACTICA #02
• Bo($a de HP.
PROCEDIMIENTO PASO A PASO DE C4MO SEREALIZO LA PRACTICA&
. Cali$rar los 'idr+(etros colocarlos al centro delcanal separ!ndolos (
2. Mi/elar el canal aproi(!ndolo a na pendiente9:; i&al o (enor ,e cero.
N. Encender el (otor.
?. Llenar con a&a el dep+sito.
K. Deter(inar el tie(po de llenado del tan,erecolector% a n peso deter(inado.
>. Deter(inar el cadal con el dato anterior.
. Deter(inar la pro*ndidad @G del tirante por
(edio de los 'idr+(etros con na pendiente'oriontal en el pnto donde esti(a(os elco(porta(iento del (o/i(iento ni*or(e.
<. 4ariar la pendiente del canal para (edir lostirantes.
F. Realice tres lectras para cada pendiente%
tiliando el 'idr+(etro% deter(inando le&o el/alor pro(edio.
0. Repetir los pasos < F por lo (enos < /eces.
TABLAS DE RECOLECCION DE DATOS&
LABORATORIO DE HIDRAHULICA II 7
7/24/2019 Reporte 2 h2 Modificado Por Mi
http://slidepdf.com/reader/full/reporte-2-h2-modificado-por-mi 9/17
PRACTICA #02
TABLA DE C5LCULO DE CAUDAL&
M
o
M 9
&;
T9:
e&;
G9(
(; 0 K 2.
0<K2.2
2 K K 2.0<
?>
N 0
K 2.0<
NF
?
K
K 2.
0<
N.
K 2
0K 2.
0<2K.
> 2K
K 2.0<
2N.2
N0
K 2.0<
22.
< N
K
K 2.
0<
20.
>F ?
0K 2.
0<F.2
0
?K
K 2.0<
<.?
K0
K 2.0<
<.2
CALCULOS
FORMULAS A UTILIZARSE
LABORATORIO DE HIDRAHULICA II 8
p L
N S
54.2*= 6
1
*1 R
nC = 2
1
3
2
*1
S Rn
V =
7/24/2019 Reporte 2 h2 Modificado Por Mi
http://slidepdf.com/reader/full/reporte-2-h2-modificado-por-mi 10/17
PRACTICA #02
R5 radio 'idr!lico% n5 coefciente de (annin&M5 n(ero de /eltas en el canal% LP5 lon&itd delcanalR5 radio 'idr!lico% :5 la pendiente de *ondo del
canal
( )
( )
6
1
2
1
*2
*
*8
+
×
Y b
Y b
g
λ
CALCULOS MATEMATICOS&
LABORATORIO DE HIDRAHULICA II 9
canalelenrugosidaddeecoeficientalD
tiranteelYcanal,delancoel !0.0050c",#Donde$,**4
*2%
=
===+
=
ε
ε
Y b
Y b E
D
&e'nolddeconstantelaes&e&e
68*11.0
25.0
=
+= D
ε λ
,28acine"(tica)icosidadcanal,delanco !caudal,elDonde$,+*2%
*4&e ====+
= Y C Y b
Q ν ν
tie"-oaltagua,deles-ecfico -esoalDonde$,*
=== γ γ t
W Q
pesas
∑=
=5
1 *t n
PROM t
W Q
γ
seg cm seg
g Q /72185.1241
08.12*1
15000 3
1 ==
( )
( )
0,
9688.5673.4*25.7
3.4*5.7*
0020.0
1
0204.022.5*25.7
22.5*5.7*
/981*8
0254.0
025.046516.29611
6800057.0*11.0
00057.0+5.7*22.5%*4
+22.5*25.7%*0050.0
46516.29611+22.5*25.7%*/008412.0
/72185.1241*4&e
0450
0*54.2
6
1
6
1
2
1
2
25.0
2
3
==
=
+
=
=
+
=
=
+=
=+=
=+
=
==
oV
cmcm
cmcmC
cmcm
cmcm
seg cmn
cmcm
cmcm
D
cmcm seg cm
seg cm
cmS
λ
ε
7/24/2019 Reporte 2 h2 Modificado Por Mi
http://slidepdf.com/reader/full/reporte-2-h2-modificado-por-mi 11/17
PRACTICA #02
El coefciente de C'eEstos c!lclos se repiten para todos los datos to(adosen el la si&iente ta$la (estra los /alores de losde(!s c!lclos realiados a los datos restante de lapr!ctica to(ando co(o /alor constante sie(pre el/alor pro(edio del cadal.
Ta$la para el resto de los c!lclos.Mo
M :9c(.;
G9c(.;
Re Q7D = n C 49c(.7se&.;
0 0 K.2
2
2F>
.?>K2
0%0
00K
0.0
2K?
0.0
20?
KK.<
2<N
0
2 K 0.02<2
?.>0
NKNK>.???0
0.000>
0
0.02?>
0.0FF
K>.0K
N.><<0
N 0
0.0K>?
N.F0
N<KF.>?2
0.000>
K
0.02?N
0.0F>
K>.<NF?
<.>>?
? K 0.0<? N. ?N0NK.F0?F 0.000N
0.02? 0.0F K.F> 2K.2?00
K 20
0.2F
2.K
?>0.K20
0.000<
0.02?0
0.0<
K.2N?
2K.KF?
LABORATORIO DE HIDRAHULICA II 10
7/24/2019 Reporte 2 h2 Modificado Por Mi
http://slidepdf.com/reader/full/reporte-2-h2-modificado-por-mi 12/17
PRACTICA #02
N> 2
K0.?
2%N2
?<>N>.FKNK
0.000<
0.02?0
0.0<K
K.NF>2
2K.<?
N0
0.>FN
2%2
?F0?0.F?F
0.000<
<
0.02?0
0.0<K
K.2>0
2<.0F
< NK
0.F>
2.0>
K0<N.?<
0.000F
?
0.02?0
0.0<N
K.N0F
2F.N?
F ?0
0.22K<
%F2
K20><.NF
0.000F
<
0.02?0
0.0<
K.?F2
N0.K<K
0 ?K
0.2K?0
.<?
K2<N.2FN0
0.000
0.02?0
0.0<
K.22
N2.0?0N
K0
0.2<22
%<2
KN002.F2<
0.000
2
0.02?0
0.0<0
K.?>F2
NN.FN<
CUESTIONARIO&A partir de los resltados o$tenidos &rafcar la relaci+n,e eiste entre el coefciente de annin& lapendiente de *ondo del canal.
LABORATORIO DE HIDRAHULICA II 11
7/24/2019 Reporte 2 h2 Modificado Por Mi
http://slidepdf.com/reader/full/reporte-2-h2-modificado-por-mi 13/17
PRACTICA #02
Interpretar ss resltados.
En esta pr!ctica co(o en la anterior se realioto(ando en centa para s realiaci+n n canal desecci+n trapeoidal para to(ando en centa los(is(os *actores o caractersticas de datos del ensaepasado pero esta /e para realiar otro tipo dec!lclos con esos /alores los cales eran% Elcoefciente de Renold to(ando en centa la
/iscosidad cine(!tica del a&a a 2<
C% La pendientede *ondo del canal% El coefciente de r&osidad delcanal% El coefciente de C'e% La /elocidad en elcanal el coefciente de annin&. Para esto pdi(oso$ser/ar la relaci+n de la pendiente de *ondo delcanal con respecto al n(ero de annin& o$ser/a(os ,e a (edida ,e a (edida ,e lapendiente de *ondo *e a(entando el coefciente de
annin& *e dis(inendo la constante de Renoldindicando ,e al rit(o de a(ento de la pendiente de*ondo el "o se *e trans*or(ando de n r)&i(entran,ilo an r)&i(en tr$lento not!ndose+pti(a(ente (ate(!tica(ente el a(ento de la/elocidad del "o en el sie(pre prodcto dela(ento de la pendiente de este.
I'6!7ti8ar tr!7 9:t##7 ;ara !6al<ar !lc#!=ci!'t! ! Ma''i'8.
METODO DEL SERVICIO DE CONSERVACION DESUELO.
LABORATORIO DE HIDRAHULICA II 12
7/24/2019 Reporte 2 h2 Modificado Por Mi
http://slidepdf.com/reader/full/reporte-2-h2-modificado-por-mi 14/17
PRACTICA #02
El (etodo del ser/icio de conser/acion deselos 9:C:; para esti(ar n%I(plica la selecci+n de n /alor $asico de n para ncanal ni*or(e % recto re&lar en n (aterial
nati/o entonses (odifcar este /alor por la adiccionde *actores de correcion ,e se deter(inan (ediantena consideracio critica ded al&no de los *actoresen(erados anterior(ente9Ur,'art%FK;. En esteproseso% es necesario ,e cada *actor se considere e/ale independiente(ente. El :C: s&iere ,e latr$lencia de n "o pede tiliarse co(o na(edida o indicador del &rado de retardo1 i.e.% *actores
,e indcen a n (aor &rado de tr$lensia podranresltar ta($ien en n incre(ento de n.
ESTIMACION DE ' POR EL METODO DE LA TABLA.
Un se&ndo (etodo para esti(ar n para n canal%i(plica el so de ta$las de /alores.C'oS 9FKF;persentaron na ta$la etensi/a de /alores de n para
/arios tipos de canales% es estas ta$las aparecen los/alores reco(endados para el diseJo de canales.
METODO FOTOGRAFICO&
Este (edoto *e desarrollado por el U.:. &eolo&ical:r/e% el cal realio *oto&rafa de canal deresistensia conocida nto con n s(ario de
para(etros &eo(etricos e 'idralicos ,e defne elcanal para n &ran &asto especifco% el cadal esco(n en a esti(aci+n del coefciente de resistensia9Banes% F>;. Pede seJalarse ,e el U.:. &elo&ical:r/e de los coefcientes de resistensia de canal. Losresltados de este pro&ra(a indican ,e in&enieros
LABORATORIO DE HIDRAHULICA II 13
7/24/2019 Reporte 2 h2 Modificado Por Mi
http://slidepdf.com/reader/full/reporte-2-h2-modificado-por-mi 15/17
PRACTICA #02
entrenados peden esti(ar coefcients de resistensiacon na certea de KV $ao (c'as condiciones9Barnes% F>;.
I'6!7ti8ar !l 6al#r ! >C? ;ara ca'al!7 c#';ar!!7 ! Ma!ra@ C#'cr!t#@ M!tal Ti!rraArcill#7a&
Tipo de canalCoefcientede C'e
adera9ac'i'
e($rada;20
Concreto9Alcantarilla recta;
N0
etal9Wal/aniado;
2K
Tierra Arcillosa -
C<a'# la 6!l#cia la Pr#<'ia M!iaa<9!'ta@ <! 7<c!! c#' !l '<9!r# !R!'#l7&
Cando la /elocidad la pro*ndad a(enta el /alorde Renold a(enta de i&al *or(a de$ido a ,e seprodce /ariaciones en el ni/el del canal creando na/ariaci+n en el r)&i(en de "o pasando de n "o
tran,ilo a n "o tr$lento con alta /elocidadprodcido por la /ariaci+n en la pendiente de *ondodel canal (ostrado por la /ariaci+n de l tirante ,edis(ine.
LABORATORIO DE HIDRAHULICA II 14
7/24/2019 Reporte 2 h2 Modificado Por Mi
http://slidepdf.com/reader/full/reporte-2-h2-modificado-por-mi 16/17
PRACTICA #02
<! c#!=ci!'t! ! l#7 <! i'6!7ti8a#7 !' la;r!8<'ta 0 7! a7!9!a 9á7 al 9at!rial ! <!
!7ta !c# !l ca'al&
De los coefcientes in/esti&ados no se ase(ean anin&no a ,e los (ateriales in/esti&ado por ,e el/alor de r&osidad del canal en ( pe,eJo a ,elas paredes con ,e esta con*eccionado este son (lisas
-&-&+ <! 6al#r!7 ! >C? >'? <7ara <7t! ;ara!t!r9i'ar l#7 ca<al!7 t:c'ic#7 !' !l ca'alirá<lic#&
Los /alores ,e tiliara(os para poder calclar el/alor del cadal del canal seria en dependencia de lascaractersticas propias del canal 9(aterial con el caleste *e con*eccionado;% a estos /alores 9@n% @C;
est!n en dependencia del (aterial del canal.
CONCLUSIONES&
El coefciente de *ricci+n de annin&-:triclerdepender! del tipo de (aterial ,e con*or(a elper(etro (oado% del cadal de las caractersticas(or*ol+&icas del canal. La in"encia de la r&osidad
ser! (aor para cadales (enores% redci)ndose en*nci+n de s incre(ento. Esto si&nifca ,e a (edida,e a(ente el /alor de la *ricci+n esto nos dar! aentender ,e el r)&i(en de "o o$edece a "otran,ilo. A de(!s pdi(os constar ,e estos /alores
LABORATORIO DE HIDRAHULICA II 15
7/24/2019 Reporte 2 h2 Modificado Por Mi
http://slidepdf.com/reader/full/reporte-2-h2-modificado-por-mi 17/17
PRACTICA #02
ta($i)n est!n a dependencia del la /ariaci+n de lapendiente de *ondo del canal.
LABORATORIO DE HIDRAHULICA II 16