Aforo de corrientes

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La imposibilidad de comprobar su exactitud en condiciones de trabajo.

La dificultad de regularlos sin calibración.

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Características del micromolinete hidráulico del laboratorio

En el laboratorio se dispone de un micromolinete de alta precisión del modelo 2100 de la firma norteamericana Swoffer Instrument, Inc.

Un esquema del equipo se puede apreciar en la figura (a).

El equipo permite medir corrientes liquidas desde 0,1 a 25 pies por segundo, permitiendo leer directamente en pies o en metros por segundo. La velocidad aparece en una pantalla de cristal líquido.

La pantalla tiene tres intervalos de tiempo para promediar las velocidades, las cuales se pueden seleccionar por medio de un botón giratorio. Los intervalos de tiempo van desde un mínimo de 50 segundos hasta 90 segundos.

El indicador del micromolinete recibe la energía para su funcionamiento de una batería de 9 volts, la cual abastece también a un foto – diodo y a un foto – transistor en el censor.

La propela de 2 pulgadas tiene un rotor en el cual se encuentran instalados dos elementos de fibra óptica. La rotación de estos elementos produce la salida de una luz infrarroja desde la foto – diodo a la foto – transistor, creando unas pulsaciones que son proporcionales a las revoluciones por minuto con que gira la propela. Estas pulsaciones son contadas y almacenadas, para posteriormente ser comparadas por un oscilador de cristal de cuarzo y procesadas para su aparición en la pantalla.

Las instrucciones para la operación del micromolinete modelo 2001 son las siguientes:

- Quitar la tapa plástica que protege al censor e instalar la propela.

- Conectar el censor a la caja que contiene el indicador, por medio de conector que existe para el efecto, colocar el botón giratorio del indicador hasta la posición que dice CALIBRATE. En la pantalla se debe leer el número 186 (si se ha seleccionado pies por segundo) o 610 (si se ha seleccionado metros por segundo). Para cambiar a las unidades deseadas se utiliza el interruptor colocado dentro de la caja de la batería.

- Se coloca el botón giratorio del indicador a la posición COUNT.

- Se hace girar la propela y se confirma que el indicador incremente las lecturas.

- Se gira el botón giratorio al mínimo intervalo de tiempo. (Primera posición desde el lado izquierdo o sea la posición OFF)

- Colocar el sensor en la corriente liquida con la propela dirigida hacia el flujo. Presionar el botón que indica RESET, con lo que aparece el valor cero en la pantalla.

- El próximo número que aparecerá en la pantalla será la velocidad de la corriente. Ese valor de velocidad permanecerá en la pantalla hasta que el próximo intervalo termine. El valor de la pantalla siempre será la velocidad promedio del último periodo.

- El equipo deberá ser calibrado antes de cada práctica por el personal especializado del laboratorio, para lo cual existen unas instrucciones especiales. 1

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Velocidades en un canal

Debido a la presencia de la superficie libre y a la fricción a lo largo de las paredes del canal, las velocidades no están uniformemente distribuidas en su sección. Para el estudio de la distribución de las velocidades se consideran dos secciones:

a) Sección transversal: La resistencia ofrecida por las paredes y por el fondo del canal, reduce la velocidad. En la superficie libre, la resistencia ofrecida por la atmósfera y por el viento (aunque este último tiene muy poco efecto) también influye sobre la velocidad. La velocidad máxima medida en canales será encontrada en la vertical (1) (central) Figura 3-5, por debajo de la superficie libre a una distancia de 0.05 a 0.25 de la profundidad.[pic 3]

[pic 4]

b) Sección longitudinal: En la Figura 3-6 se muestra la variación de la velocidad en las verticales (1), (2) y (3), indicadas anteriormente. Considerándose la velocidad media en determinada sección como igual a 1.0, se puede trazar el diagrama de variación de la velocidad con la profundidad (Figura 3-7).[pic 5]

[pic 6]

La distribución de velocidades en una sección de canal depende también de otros factores, entre ellos la forma inusual de la sección, la presencia de curvas a lo largo del canal,

etc. En una curva, la velocidad se incrementa de manera sustancial en el lado convexo, debido a la acción centrifuga del flujo.

En la Figura 3-8 se muestra el modelo general de la distribución de velocidades para varias secciones horizontales y verticales en un canal con sección rectangular y las curvas de igual velocidad de la sección transversal.[pic 7]

Los modelos generales para la distribución de velocidades en diferentes secciones de canal se muestran en la Figura 3-9.2[pic 8]

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Determinación de la situación de aforo.

En el laboratorio se harán las determinaciones del gasto por el método área velocidad en el canal de Rehbock, que tiene una sección transversal rectangular muy bien definida. El método estudiado tiene una gran utilización en la medición del gasto en condiciones naturales, en las cuales las secciones transversales son muy irregulares. Para medir correctamente el gasto, es necesario elegir una sección de aforo a través del río, de tal modo que el plano en que ella se encuentre sea normal a la dirección de la corriente.[pic 9]

En general, la sección de aforo puede situarse aproximadamente, perpendicular a la dirección media de la corriente superficial.

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Verticales de velocidad en la sección de aforo.

Cuando se determina los gastos con el molinete se deben medir las velocidades de la corriente en diferentes puntos de las verticales de velocidad. Estas verticales se sitúan en determinados puntos de la sección de acuerdo con las siguientes normas.

Ancho del río

Numero de verticales