HIDRÁULICA DE SUPERFICIE LIBRE
Enviado por monto2435 • 25 de Diciembre de 2018 • 1.335 Palabras (6 Páginas) • 316 Visitas
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[pic 26]
Finalmente se obtiene la Ecuación que relaciona las dos profundidades y el respectivo número de Froude:
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Se tiene una relación adecuada entre las respectivas láminas de agua, para la formación de un resalto en un canal rectangular y aguas debajo de la compuerta.
PÉRDIDAS DE ENERGÍA
Para analizar las pérdidas de energía se tiene que plantear la ecuación de energía específica antes del resalto y después de resalto.
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Donde [pic 29]
Despejando y factorizando se obtiene:
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Aquí introducimos la ecuación de Fuerza específica y caudal unitario vista anteriormente, la cual nos servirá para simplificar la ecuación
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Reemplazando [pic 33][pic 34]
[pic 35]
[pic 36]
[pic 37]
[pic 38]
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Multiplicando y agrupando términos:
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Sustituyendo esta expresión en la ecuación de energías específicas tengo:
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Simplificando la ecuación y finalmente:
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LONGITUD DEL RESALTO
La longitud del resalto es muy importante en el diseño, por ende esta no puede establecerse teóricamente si no por investigaciones experimentales. Ya autores como Silvester en 1964 adelantaron estudios e implementaron ecuaciones empíricas obtenidas de la realización de prácticas de laboratorio. Además este valor de la longitud se puede determinar a partir del número de Froude para las profundidades Y1 mediante relaciones adimensionales como lo son:
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En estos análisis es muy importante considerar la componente del peso en la dirección del movimiento del volumen de control establecido.
TIPOS DE RESALTO
Los resaltos hidráulicos desarrollados en canales horizontales de sección rectangular se pueden clasificar, de acuerdo a estudios hechos por parte del U.S. Bureau of Reclamation, de acuerdo con el número de Froude.
Se data lo siguiente:
- NF1: 1. Flujo crítico no se presenta resalto.
- 1 1.7, el resalto se denomina ondulante y la superficie libre presenta algunas ondulaciones.
- 1.7 2.5, el resalto se denomina débil. En la zona del resalto sobre la superficie libre se presenta una seria de remolinos y aguas abajo esta superficie es lisa.
- 2.5 4.5, el resalto se denomina oscilante, se presenta chorro oscilante que se genera desde el fondo del canal hasta la superficie libre.
- 4.5 9 el resalto se denomina estable, la parte final de los remolinos y el punto sobre el cual el chorro de alta velocidad tiende a dejar el flujo y ocurren en la misma sección vertical
- NF1 > 9 el chorro de alta velocidad. Este choca con los paquetes de agua de agua intermitente que corre hacia abajo a lo largo de la cara frontal del resalto.
MONTAJE
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[pic 47]
[pic 48]
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CÁLCULOS Y RESULTADOS
A continuación, se presentan los resultados para los diferentes caudales, y su comparación con las ecuaciones teóricas del resalto hidráulico.
Para el primer caudal se tiene que:
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[pic 51]
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Tabla 1 Datos del primer caudal
[pic 53]
Para el segundo caudal, los datos obtenidos fueron:
Q
4,93
L/s
0,00493
m^3/S
b
13,55
cm
0,1355
m
q
0,03638376
Yc
0,00013494
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Tabla 2 Datos segundo caudal
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En el tercer caudal se obtuvieron los siguientes datos:
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[pic 59]
Tabla 3 Datos obtenidos caudal
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En el cuarto caudal se obtuvieron los siguientes datos:
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Tabla 4 Datos obtenidos caudal
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En el quinto caudal se obtuvieron los siguientes datos:
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