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LABORATORIO DE RESALTO HIDRULICO
IVAN CAMILO MURCIA MOLINA
INGRID YINETH PARRA SANCHEZ
PAULA ANDREA TORRES LATORRE
CRISTIAN SEBASTIAN CONTRERAS ALFONSO
UNIVERSIDAD SANTO TOMAS
TUBERAS Y CANALES
BOGOTA - CUNDINAMARCA
2013
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LABORATORIO DE RESALTO HIDRULICO
Presentado a:
Ingeniero HUMBERTO PREZ RAMREZ
Presentado por:
IVAN CAMILO MURCIA MOLINA
INGRID YINETH PARRA SANCHEZ
PAULA ANDREA TORRES LATORRE
CRISTIAN SEBASTIAN CONTRERAS ALFONSO
UNIVERSIDAD SANTO TOMAS
TUBERAS Y CANALES
BOGOTA - CUNDINAMARCA
2013
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INTRODUCCIN
El siguiente laboratorio est hecho con el fin de ver la
idealizacin vista en clase
(la teora) y ver su verdadero comportamiento, el salto hidrulico
es un fenmeno
que se presenta exclusivamente en canales, cuando un flujo de
agua que viaja a
rgimen supercrtico, choca o alcanza a una masa de agua que fluye
en rgimen
sub crtico; presentndose abruptamente el cambio de rgimen,
acompaado de
una gran turbulencia, disipando energa y realizando una inclusin
de aire en la
masa lquida. Para que el salto hidrulico realmente se produzca,
es necesario
que los dos tirantes conjugados que lo acompaan (menor y mayor),
sean
diferentes del crtico.
Adems, el salto debe ser estable, con lo cual las fuerzas que lo
acompaan
deben estar en equilibrio y debe conservarse el momentum de una
seccin a otra
(tambin conocida como FUERZA ESPECFICA). La funcin momentum
depende nicamente de la seccin del canal, del tirante y del
gasto, por lo que,
existen ecuaciones y procedimientos especficos de solucin al
problema del salto
hidrulico para cada tipo de seccin de canal.
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OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
o Experimentar y analizar el comportamiento de un fluido el cual
se
encuantra interacctuando con un resalto hidrulico.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
o Ver la realidad del este fenomeno.
o Observar el lquido cuando este se encuentra o choca contra
el
resalto hidraulico.
o Comprender el comportamiento del fluido despues de haber
interactuado con el resalto.
o Anlizar este fenomeno del resalto hidrulico y el
comportamiento de
los fluidos.
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MARCO TERICO
En 1818, el italiano Bidone realizo las primeras investigaciones
experimentales del
resalto hidrulico. Esto llev a Blanger en 1928 a diferenciar
entre las pendientes
suaves (subcrticas) y las empinadas (supercrticas), debido a que
observo que en
canales empinados a menudo se producan resaltos hidrulicos
generados por
barreras en el flujo uniforme original.
En un principio, la teora del resalto desarrollada corresponde a
canales
horizontales o ligeramente inclinados en los que el peso del
agua dentro del
resalto tiene muy poco efecto sobre su comportamiento y, por
consiguiente, no se
considera en el anlisis. Sin embargo los resultados obtenidos de
este modo
pueden aplicarse a la mayor parte de los canales encontrados en
problemas de
ingeniera. Para canales con pendiente alta el efecto del peso
del agua dentro del
resalto puede ser tan significativo que debe incluirse en el
anlisis.
Resalto en canales rectangulares
Para un flujo supercrtico en un canal rectangular horizontal, la
energa del flujo sedisipa a travs de la resistencia friccional a lo
largo del canal, dando como
resultado un descenso en la velocidad y un incremento en la
profundidad en la
direccin del flujo. Un resalto hidrulico se formara en el canal
si el nmero de
Froude (F1) del flujo, la profundidad del flujo (Y1)y la
profundidad (Y2) aguas abajo
satisfacen la ecuacin:
Resalto en canales inclinados
En el anlisis de resaltos hidrulicos en canales pendientes o con
pendientes
apreciables, es esencial considerar el peso del agua dentro del
resalto, por esta
razn no pueden emplearse las ecuaciones de momentum, ya que en
canales
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horizontales el efecto de este peso es insignificante. Sin
embargo puede
emplearse una expresin anloga a la ecuacin utilizando el
principio de
momentum que contendr una funcin emprica que debe
determinarse
experimentalmente.
Clasificacin
Los resaltos hidrulicos en fondos horizontales se clasifican en
varias clases y en
general esta clasificacin se da, de acuerdo con el nmero de
Froude (F 1) del flujo
entrante. Para F1=1 el flujo es crtico y por consiguiente no se
firma resalto, para
1.0
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El resalto hidrulico puede controlarse o afectarse por medio de
obstculos de
diferentes diseos como vertederos de cresta delgada, de crestas
anchas y
subidas y descensos abruptos en el fondo del canal. La funcin
del obstculo es
asegurar la formacin del resalto y controlar su posicin en todas
las condiciones
probables de operacin.
Varios experimentos han demostrado que las fuerzas que actan
sobre un
obstculo en un resalto disminuyen rpidamente hasta un mnimo a
medida que el
extremo de aguas abajo del resalto se mueve hacia aguas arriba
hasta una
posicin encima del obstculo. De ah en adelante la fuerza se
incrementa con
lentitud hasta un valor constante a medida que el resalto se
aleja ms hacia
aguas arriba. En teora, el control del resalto hidrulico
mediante obstculos puede
analizarse utilizando la teora del momentum. Debido a la falta
de conocimiento
preciso sobre la distribucin de velocidades, el anlisis terico
no puede predecir
el resultado cuantitativo con exactitud.
El control de resaltos mediante obstculos es til si la
profundidad de aguas abajo
es menor que la profundidad secuente para un resalto normal,
pero si la primera
es mayor que la segunda debe utilizarse una cada en el piso del
canal para
asegurar un resalto. Por lo general esta condicin ocurre a la
salida de una
expansin con flujo supercrtico.
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APLICACIONES
En el campo del flujo en canales abiertos el salto hidrulico
suele tener muchasaplicaciones entre las que estn:
La disipacin de energa en flujos sobre diques, vertederos,
presas y
otras estructuras hidrulicas y prevenir de esta manera la
socavacin
aguas debajo de las estructuras.
El mantenimiento de altos niveles de aguas en canales que se
utilizan
para propsitos de distribucin de agua.
Incrementos del gasto descargado por una compuerta deslizante
alrechazar el retroceso del agua contra la compuerta, esto aumenta
la
carga efectiva y con ella la descarga.
La reduccin de la elevada presin bajo las estructuras mediante
la
elevacin del tirante del agua sobre la guarnicin de defensa de
la
estructura.
La mezcla de sustancias qumicas usadas para la purificacin o
tratamiento de agua.
La aireacin de flujos y el desclorinado en el tratamiento de
agua.
La remocin de bolsas de aire con flujo de canales abiertos en
canales
circulares.
La identificacin de condiciones especiales de flujo con el fin
de medir la
razn efectividad-costo del flujo.
Recuperar altura o aumentar el nivel del agua en el lado de
aguas
debajo de una canaleta de medicin y mantener un nivel alto del
agua
en el canal de irrigacin o de cualquier estructura para
distribucin de
aguas.
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CARACTERSTICAS
Algunas de las caractersticas del resalto hidrulico en canales
rectangulareshorizontales son:
Perdida de energa:en el resalto la prdida de la energa es igual
a la diferencia
de las energas especificas antes y despus del resalto. Puede
demostrarse que la
perdida es
2
Eficiencia:la relacin entre la energa especifica antes y despus
del resalto se
define como la eficiencia del resalto. Puede demostrarse que la
eficiencia es
F: nmero de Froude.
Altura del resalto:la diferencia entre las profundidades antes y
despus del resalto
es la altura del resalto (hj =Y2 Y1) Al expresar cada termino
como la relacin con
respecto a la energa especifica inicial.
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EQUIPO USADO
Montaje de canal
Cronmetros
Piezmetro de aguja
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DATOS OBTENIDOS
Profundidad 211 mm
Ancho 75 mm
Largo 4,8 m
Pendiente
h para
cresta
h para
cresta Y1 Y1 Y2 Y2 V t1 t2 tp
mm mm mm mm mm mm Kg S S s
9,6 57 154 201 10 165,5 45,5 16 64,01 63,9 63,955
9,6 58,5 152,5 199 12 162 49 16 53,76 54,62 54,19
9,6 62,5 148,5 198 13 168 43 16 81,81 81,59 81,7
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ANLISIS Y DATOS CALCULADOS
Q Nf
Tipo de
salto E L calculada
L/s m m
0,250175905 3,553343496 Oscilatorio
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24,5817995 213
0,295257428 3,22156363 Oscilatorio
-
21,5361395 222
0,195838433 2,669131011 Oscilatorio
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12,0751342 180
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CONCLUSIONES
Se puede observar que el fluido se comporta como oscilatorio
Se puede observar que los datos importantes son la altura de
este, y
aunque hubiramos tomado mal los tiempos de caudal no nos afect
los
otros datos.
Se puedo ver que entre mayor sea la velocidad mayor ser la
altura en Y2 y
Y1 ser muy pequea.
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BIBLIOGRAFA
http://www.uaemex.mx/pestud/licenciaturas/civil/hidraulica2/Pr%E1ctica%206%20HII.pdf
Garca P, A. (2006) Hidrulica Prcticas de Laboratorio,
Departamento de
Ingeniera Hidrulica y Medio Ambiente, Escuela Politcnica
Superior de Gandia,
Universidad Politcnica de Valencia, Editorial de la UPV.
http://www.tecquipment.com/Datasheets/H23_0711.pdf
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