Coeficientes de Energia y Momentum Buenisismo

7/25/2019 Coeficientes de Energia y Momentum Buenisismo

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Laboratorio de Hidrulica II Civ- 322Grupo 5

COEFICIENTES DE ENERGIA Y MOMENTUM (Coriolis yBoussinesq)

1.OB!ETI"OS#

OB!ETI"O GENERA$

El objetivo general de la presente prctica es:

Analiar ! co"prender el co"porta"iento de los coe#cientes de energ$a !"o"entu" %Coriolis ! &oussines'( en la velocidad en los canales)

OB!ETI"OS ES%EC&FICOSLos objetivos espec$#cos de la presente prctica son:

Estudiar la distribuci*n de velocidades 'ue se produce en la secci*n

transversal de un canal) Calcular el gasto 'ue circula por el canal "ediante el "+todo rea

velocidad) ,eter"inar los coe#cientes de coriolis ! boussines') Co"parar los valores de los coe#cientes obtenidos con la teor$a) ,ibujar las isotacas)

'.FUNDAMENTO TEORICO#

'.1 %RINCI%IO DE ENERGIA

'.1.1 ENERGIA DE F$U!O EN CANA$ES ABIERTOSEn idrulica ele"ental se sabe 'ue la energ$a total del agua en cual'uier

l$nea de corriente 'ue pasa a trav+s de una secci*n de canal. puede

e/presarse co"o la altura total en "etros. pies. de agua 'ue es igual a la

su"a de elevaci*n por enci"a del nivel de re0erencia. la altura de presi*n

! la altura de velocidad)

1V1

2

2g

1

V22

2g


2/22


!cos !2cos

Done#*#Altura de posici*n o elevaci*n por enci"a del plano de re0erencia

# 4ro0undidad por debajo de la super#cie del agua# pendiente del canal

V

2

2g: Altura de velocidad

En general cada l$nea de corriente 'ue pasa a trav+s de una secci*n decanal tendr una altura de velocidad di0erente. debido a la distribuci*n no

uni0or"e de velocidades en ujos reales)

6olo en un ujo paralelo ideal con distribuci*n uni0or"e de velocidades la

altura de velocidad puede ser id+ntica para todos los puntos de la secci*n

transversal)

En el caso del ujo gradual"ente variado. sin e"bargo para prop*sitos

prcticos. puede suponerse 'ue las alturas de velocidad para todos los

puntos de la secci*n del canal son iguales ! con el #n de tener en cuenta

la distribuci*n no uni0or"e de velocidades. puede utiliarse el coe#cientede energ$a para corregir ese e0ecto)

Luego la energ$a total en la secci*n del canal es:

En el caso 'ue 7 89 entonces ! d

Entonces:

4araun ujo uni0or"e 6o 6; 60 sen

Aplicando la ecuaci*n de &ernoulli entre ! 2:

2

H < d cos < 1

V

2


3/22


=< dcos < 1V

2

2 g =2< d2cos < 12V

2

2 g < 0 - 2

6i: + ,- /-

=< !< 1V

2

2 g =2< !2< 12V

2

2 g < 0 > 2

6i: 01 2 ' + , 31 4 3'

Ecuaci*n de Energ$a

oEcuaci*n de &ernoulli'.1.' ENERGIA ES%ECIFICA 5E6

La energ$a espec$#ca en una secci*n nor"al de una conducci*n libre elvalor de la carga total. cuando el datu" o nivel de re0erencia coincide conel 0ondo de la conducci*n de dica secci*n de "odo:

E d cos < 1V

2

2 g

4ara un canal con pendiente /- 3 4 1

E ! < V

2

2 g

La energ$a especi#ca se interpreta gr#ca"ente as$ considerando la

pendiente del canal cero o "u! pe'ue?a)

L$nea de Energ$a

1V1

2

2g

E

3

= < re? e l? @oHuer? A#B.B52

"N

TeHer?ur? el AKu? # 5

C

EHerien@i?

%rouni? e@ir@ul?@in

N y ()

1 B.2B2

' B.3BK

TAB$A DE OBSER"ACIONES

"eri@?l N

Dis?n@i? %?re()

1 ' 7 8 9

B.B8 B.D B.3 B.2 B.5

E%ERIENCIA N1

%rouni?

"elo@i? @on el olinee (s) en l? "eri@?l N

1 ' 7 8 9B.2 ! B.3 B. B. B.3 B.8 B.3 B.2 B. B.38 B.3D


12/22


B B 3 BB. B.3 B. B.3D B.3D

B.3K B.5 B.3 B. B.

B.D !

B.3DB.3

JB

B.3KB.3D

J

B.3K

B.3KJ

B.B.B

B

B.33B.3

JB.38 B.38 B. B. B.3K

B.3J B. B.3K B.3K B.32

E%ERIENCIA N'

%rouni?

"elo@i? @on el olinee (s) en l? "eri@?l N1 ' 7 8 9

,=' yB.32

B.3B3

B.3B.3B

B

B.3

B.2KJ

B.2KB.2K

3

B.2JB.2J

BB.3 B.2K B.2D B.2D B.28

B.2K B.3 B.3 B.3 B.2D

,=/ yB.23

B.22B

B.2DB.2J

3

B.2J

B.28B

B.23B.2

3

B.25B.23

JB.22 B.28 B.28 B.25 B.23

B.2 B.2D B.25 B.25 B.23

,=P yB.23

B.22B

B.2JB.28

B

B.23

B.23

B.2B.2

3

B.23B.2

BB.2 B.28 B.22 B.25 B.2

B.K B.25 B.K B.2 B.25

CQl@ulos#

EHerien@i? 1#>re? To?l el C?n?l#

A=Ly

A=0,6m0,202m

A=0,1212m2

"eri@?l 1#

"elo@i? Mei?#

vmedia (i)=Vi (0,2y)+Vi(0,8y)

2

2


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vmedia (1)=0,410

m

s+0,370

m

s

2

vmedia (1)=0,390m

s

G?so Eleen?l#

q=vmedia (i)y

q=0,390m

s0,202m

q=0,079m

2

s

>re? %?r@i?l el C?n?l#

A i=liy

A1=0,12m0,202m

A1=0,02424m2

C?u?l (%r?@i@o)#

Q=v A

Q=0,390m

s0,02424m2

Q=0,001909m

3

s

"elo@i? Mei? e l? Se@@in#

3


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Vmedia(seccion)=vmedia(1)+vmedia(2)+vmedia(3 )+vmedia(4 )+vmedia(5 )

5

Vmedia(seccion)=0,390

m

s+0,408

m

s+0,420

m

s+0,407

m

s+0,363

m

s

5

Vmedia(seccion)=0,398m

s

CoeJ@iene e Coriolis#

= v3 A

V3A

=0,007677016

0,007621846

=1,007

CoeJ@iene e Boussinesq#

= v2 A

V2A

=0,01921323

0,01916642

=1,002

C?u?l (Teri@o)#

EHerien@i? '#


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>re? To?l el C?n?l#

A=Ly

A=0,6m0,309m

A=0,1854m2

"eri@?l 1#

"elo@i? Mei?#

vmedia (i)=Vi (0,2y)+2Vi (0,6 y )+Vi (0,8y)

4

vmedia (1)=0,303

m

s+2(0,220

m

s)+0,220

m

s

4

vmedia (1)=0,241m

s

G?so Eleen?l#

q=vmedia (i)y

q=0,241m

s0,309m

q=0,074m

2

s

>re? %?r@i?l el C?n?l#

A i=liy

A1=0,12m0,309m

5


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A1=0,03708m2

C?u?l (%r?@i@o)#

Q=v A

Q=0,241m

s0,03708m2

Q=0,0089m

3

s

"elo@i? Mei? e l? Se@@in#

Vmedia(seccion)=vmedia(1)+vmedia(2)+vmedia(3 )+vmedia(4 )+vmedia(5 )

5

Vmedia(seccion)=0,241

m

s+0,277

m

s+0,258

m

s+0,256

m

s+0,246

m

s

5

Vmedia(seccion)=0,255ms

CoeJ@iene e Coriolis#

= v3 A

V3A

=0,003108076

0,003086258

=1,007

CoeJ@iene e Boussinesq#

8


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= v2 A

V2A

=0,0121153750,012087174

=1,002

C?u?l (Teri@o)#

/.ANA$ISIS DE RESU$TADOS#

A&LA ,E ME6LA,O6

E%ERIENCIA N 1"eri@?l N 1 ' 7 8 9

"elo@i? ei? (s) B.3KB B.BD B.2B B.BJ B.383G?so eleen?l (q) s B.BJK B.BD2 B.BD5 B.BD2 B.BJ3

"eri@?l >re?"el.

Mei?


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"elo@i? Mei?e l? Se@@in (")

(s)

>re?To?l A

()" " "A "A

B.3KD B.22 B.5D B.B82K B.BK2 B.BBJ8

CoeJ@iene eCoriolis .BBJ2

CoeJ@iene eBoussinesq .BB2

E%ERIENCIA N '"eri@?l N 1 ' 7 8 9

"elo@i? ei? (s) B.2 B.2JJ B.25D B.258 B.28G?so eleen?l (q) s B.BJ B.BD5 B.BDB B.BJK B.BJ8

"eri@?l >re?"el.

Mei?


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CoeJ@iene eBoussinesq .BB23

B B) B)2 B)3 B)C B)5 B)8

B)B85

B)BJB

B)BJ5

B)BDB

B)BD5

B)BKB

G?so eleCen?l Is. Dis?n@i? e l? H?re

Dis?n@i? e l? %?re (C)

G?so EleCen?l (q) (CROs)

B B) B)2 B)3 B)C B)5 B)8

B)B85

B)BJB

B)BJ5

B)BDB

B)BD5

B)BKBG?so eleCen?l Is. Dis?n@i? e l? H?re

Dis?n@i? e l? %?re (C)

G?so EleCen?l (q) (CROs

AnQlisis e resul?os

K


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V.CONC$USIONES Y RECOMENDACIONES#

Las conclusiones de la presente prctica son las siguientes:

RECOMENDACIONES.

P.BIB$OGRAFIA#

Los libros consultados para la realiaci*n de esta prctica 0ueron:

Fanual del Laboratorio de Hidrulica del ,r Ernesto Garc$a M)

Fecnica de los uidos e idrulica PMonald ) GilesQ Hidrulica de Canales PF/i"o ill*nQ Fecnica de los uidos P@ranciniQ &iblioteca irtual Encarta

INDICE

1.OB!ETI"OS.WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW............

.... 1

OB!ETI"OGENERA$WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW 1

OB!ETI"OSES%EC&FICOSWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW. 1

'.FUNDAMENTO TEORICO.WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW. 1

'.1 %RINCI%IO DE ENERGIAWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW.. 1

2B


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'.1.1 ENERGIA DE F$U!O EN CANA$ESABIERTOSWWWWWWWWWWWWWWWWWWW.. 1

'.1.' ENERGIA ES%ECIFICA

5E6WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW. 7

'.1.7 "ARIACIONDE $A "E$OCIDAD EN UNA SECCIONTRANS"ERSA$WWWWWWW. 7

'.1.8 MEDICION DE $A "E$OCIDADWWWWWWWWWWWWWWW..WWWWWWWWWWWW 8

'.1.9 COEFICIENTE DE DISTRIBUCION DE"E$OCIDADWWWWWWWWWWWWWWWWW. 9

'.' %RINCI%IO DEMOMENTUMWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW.

9

'.'.1 MOMENTUM DE$ F$U!O EN CANA$ESABIERTOSWWWWWWWWWWWWWWWW. 9

7.A%ARATOS= INSTRUMENTOS Y MATERIA$ES UTI$I*ADOS#WWWWWWWWWWWWW /

8. %ROCEDIMIENTO DE $A%R>CTICAWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW.. X

9. DATOS= OBSER"ACIONES Y CA$CU$OSWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW. 1,

/.ANA$ISIS DERESU$TADOSWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW.. 19

V.CONC$USIONES Y RECOMENDACIONESWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW. 1X

P.BIB$OGRAFIAWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW. ',

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