8/18/2019 Laboratorio de Hidraulica_8

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LABORATORIO Nº 8

FLUJO GRADUALMENTE VARIADO EN CANALES ABIERTOS 

OBJETIVO:

1) 

Observar el perfil de flujo gradualmente variado (FGV) en un canal rectangular con

pendiente horizontal y con pendiente moderado.

2)  Tomar datos de profundidad de flujo (tirante) del perfil de flujo más evidente, a fin de

verificar con los tirantes hallados por los métodos de cálculo de FGV para un caudal

determinado.

EQUIPOS E INSTRUMENTOS:

a)  Un canal rectangular de acrílico de pendiente variable.

b) 

Un sistema de suministro constante y permanente de agua (bomba), con un medio para

variar el caudal (válvula esférica).

c)  Un instrumento para medir el caudal a través del canal (vertedero triangular de 53o 8’). 

d)  Una compuerta deslizante.

e) 

Una wincha.

Esquema de disposición de instrumentos y equipos:

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MARCO TEÓRICO:

Clasificación de los perfiles de flujo:

Para el caudal y condiciones de canal dadas las líneas de profundidad normal y profundidad

crítica dividen el espacio en un canal en tres zonas

Zona 1: El espacio sobre la línea superior.

Zona 2: El espacio entre las dos líneas.

Zona 3: El espacio debajo de la línea inferior.

Así, los perfiles de flujo se pueden clasificar dentro de trece tipos diferentes de acuerdo a la

naturaleza de la pendiente del canal y la zona en la cual la superficie del flujo cae. Estos tipos

son designados tal como muestra la siguiente tabla:

DESIGNACION DEL PERFIL PENDIENTE ZONA

H2 , H3 Horizontal (horizontal ) 2 y 3

M1 , M2 , M3 Moderada, subcrítica (mild ) 1 , 2 y 3

C1 , C2 , C3 Crítica (critical ) 1 , 2 y 3

S1 , S2 , S3 Pronunciada, supercrítica (steep) 1 , 2 y 3

A2 , A3 Adversa (adverse) 2 y 3

Perfil de flujo en un canal prismático horizontal:

Figura a

Perfil de flujo en un canal prismático con pendiente moderada:

Figura b

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PROCEDIMEINTO EXPERIMENTAL:

Perfil de flujo H:

a)  Ajustar en cero la pendiente del canal (canal horizontal)

b) 

Dejar pasar un caudal determinado.c)  Hallar el tirante crítico para el caudal dado.

d) 

Procurar que en el canal ocurra un flujo con tirante mayor que el (flujo subcrítico

horizontal).

e)  Generar el perfil H2 (perfil de caída). Esperar estabilizar las condiciones y tomar datos de

tirantes.

f)  Colocar la compuerta deslizante en el canal para generar el perfil H3. Esperar estabilizar las

condiciones y tomar datos de tirantes.

Perfil de flujo M:

a) 

Aumentar ligeramente la pendiente del canal (pendiente moderada).

b)  Procurar que en el canal ocurra un flujo uniforme con tirante mayor que el .

c)  Con la compuerta tipo persiana generar el perfil M1. Si es posible generar el perfil, esperar

estabilizar las condiciones y tomar datos de tirante.

d) 

Colocar la compuerta deslizante en el canal para generar el perfil M3. Esperar estabilizar

las condiciones y tomar datos de tirantes.

e) 

Generar el perfil M2 (perfil de caída). Esperar estabilizar las condiciones y tomar datos de

tirantes.

CÁLCULOS:

Emplear los métodos de cálculo de FGV.

GRÁFICAS:

Graficar en una escala apropiada cada uno de los perfiles de flujo observados.