AFORO DEL RIO COATA.pdf

Universidad Nacional Del Altiplano

Lab. Ingeni Ingeniería ería Mecánica I

on UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA, ELECTRONICA Y SISTEMAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOS I LABORATORIO DE INGENIERÍA MECÁNICA I

INFORME DE LABORATORIO LABORATORIO Nº 1 TEMA: AFORO DEL RIO COATA DOCENTE: Ing. JULIO CONDORI A. SEMESTRE: VII PRESENTADO POR: 

Churata Huaraya Juan

CODIGO: 081626

PUNO – PERU PERU 2012

Ingeniería mecánica eléctrica

Página 1



AFORO DEL RIO COATA 1. RESUMEN. AFORO DEL RIO COATA En este ensayo el principal objetivo es de aforar el rio Coata; lo cual se realizo con un molinete de eje horizontal para luego calcular el caudal de este rio. Una observación muy importante es que en este informe se trabajo con datos anterior al día en que se tenía que realizar el ensayo, lo cual no se pudo concluir debido a fallas técnicas de los equipos. El método que se siguió para el desarrollo y cálculos hechos de este inform e, es de acuerdo al Manual del senamhi “instructivo para realizar aforo a molinete”, que se encuentra resumido en la parte teórica de este informe. En el que Los resultados que que se obtuvieron es de 309.39 m3/s que fueron sumados todos todos los caudales de cada tramo, que fueron un total de 17 tramos. La forma en que se seccionó el rio Coata fue más m ás o menos de la siguiente manera:

Todos los datos tomados y calculados se resumen en la tabla 1.


Página 2


A G R A C S E D 2 4 6 2 2 1 1 : E C I L E H

A I G O L O R D I H S E A G R A A I C G S O E D L E O D R L O O R E T T N O E C M A I E G O D L O L R A I D N H O I N O I C C A C E N I R O I D C I V R E S

A E R A m

I H M A 1 : N 1 E 7 : 8 S L 6 A E 1 Ñ D 5 E O º S N I R C : N O C O P E R T S T E g E : M K N R O O O 0 I T 1 C D : U A N E E R L R R T O R R S V O O A E F C L R A

s / 3 m 0 9 3 , 9 0 3

: L A T O T A G R A C S E D

A R I M : A L A C 2 S 1 , E 2 : E 2 , 2 O D 1 1 I A 2 : , D R L 2 : E A L M U I T C A O C I N R E N I L I F P

m p m 0 p 0 : 0 4 1 : : L 5 : A L I A C I N I N I F A A R R O O H H

g e s / 3 m

2 1 0 2 / 3 0 / 6 1 : A H C E F

s / m 8 6 1 , 1

: A I D E M D A D A I C O L E V

2 m 4 6 , 6 3 2

O A N C U A A P L C : L I L T O I A C T N O O I O N U A G G : T A L E N A : R O O A O I R C C C T A : N E N T I S O U E E R C C

N O I C C E S

E T E N I B A G E D O J A B A R T

O H C N A m A I D E M D A D I D N U F O R P m

Lab. Ingeni Ingeniería ería Mecánica I 5 3 8 6 2 , 5 , 0 2

3 3 8 , 9 1

4 7 2 , 1 3

9 8 5 , 7 2

8 1 1 , 1 2

0 0 1 , 3 2

5 0 5 , 4 2

8 2 4 , 4 2

6 4 9 , 6 2

4 7 2 , 1 2

2 3 1 , 0 2

4 6 9 , 0 2

4 6 1 , 9 1

5 1 3 , 6 1

4 6 1 8 6 , 2 , 9 0

2 2 9 , 1 , 0 3

5 8 , 3 1

5 6 , 7 1

8 1

9 , 4 1

5 6 , 4 1

5 1 , 8 1

5 7 , 9 1

9 , 0 2

3 , 0 2

5 1 , 7 1

6 1

6 , 5 1

8 , 3 1

5 5 9 , 9 , 0 0 1

2 3

0 1

0 1

0 1

0 1

0 1

0 1

0 1

0 1

0 1

0 1

0 1

0 1

0 1

0 2 1

6 4 4 , 0 , 0 1

5 8 3 , 1

5 6 7 , 1

8 , 1

9 4 , 1

5 6 4 , 1

5 1 8 , 1

5 7 9 , 1

9 0 , 2

3 0 , 2

5 1 7 , 1

6 , 1

6 5 , 1

8 3 , 1

5 5 9 7 0 , 4 , 1 0

1 1 2 2 3 7 7 0 7 9 8 4 0 8 2 8 2 3 3 7 3 1 7 5 3 8 4 7 1 2 8 7 0 O , 2 4 7 5 4 5 3 2 2 0 1 3 2 1 8 0 8 , , , , , , , , , , , , , , , 3 , M 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 A R T L E N E A I g D e s E / M m 0 2 3 1 3 3 2 2 9 5 4 2 5 5 2 3 3 0 6 4 0 6 7 8 1 5 2 7 7 4 1 5 0 , 2 8 7 3 4 6 0 4 1 9 3 2 2 1 6 0 0 , , , , , , , , , , , , , , , L 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 D A A C I D T I C R E O V L E A V L N E A I g D e s E / M m 0 0 7 8 7 5 1 4 9 7 9 4 6 7 5 2 6 4 4 3 8 7 6 5 1 9 2 1 1 5 3 0 2 4 9 8 9 6 4 5 6 5 8 3 2 6 7 2 8 7 7 9 4 2 2 9 9 3 9 9 1 0 6 , 9 , 0 , 8 , 7 , 7 , 6 , 3 , 3 , 4 , 4 , 7 , 6 , 0 , 9 , 5 , 3 , 1 , 0 , 9 , 9 , 4 , 3 , 2 , 1 , 1 , 2 , 1 , 1 , 6 , O 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 T N U P g L e E s N / E m 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 S O D O P N M U G E I E T S 0 1 0 8 2 1 7 3 9 0 1 4 4 1 4 3 9 2 7 5 6 0 7 5 1 0 2 1 9 0 9 0 S 7 1 2 2 1 0 9 5 6 7 7 0 9 2 1 7 6 3 2 1 1 6 5 5 4 3 5 3 3 6 E 1 1 2 2 2 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 N O I C U L O O R V T E E R M 0 2 2 8 2 8 4 6 6 4 6 4 6 4 4 6 4 6 4 2 8 2 8 4 6 8 2 7 0 , 6 , 9 6 5 3 2 2 8 8 3 3 4 2 6 6 3 4 9 5 O N , 0 , 2 0 0 1 3 , 5 , 4 8 , 2 , 3 , 2 , 0 1 , 5 T O , 2 , 9 , 3 , 2 , 3 , 5 , 3 , 3 , 0 1 3 , 3 , 0 1 4 , 7 , 3 , 4 , 0 1 0 1 3 , 2 , 2 , 9 , 0 I N C 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 E A R V R R O E O C S R B T O E A M L 6 E , 6 , 2 , 8 , 2 , 8 , 2 , 8 , 2 , 8 , 2 , 8 , 2 , 8 , 2 , 8 , 2 , 8 , 2 , 8 , 2 , 8 , 2 , 8 , 2 , 8 , 2 , 8 , 2 , 8 , 6 , 6 , 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 D O D P A D M I A D O C N D E U D F O O T O J R E A P M B 0 2 6 1 2 8 3 3 2 5 3 3 6 6 2 4 5 0 A , , , 9 6 9 6 6 9 2 8 5 2 9 , 1 , , , , 1 , , , , 1 1 , , , R D T 0 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 0 A D I D N U F O R P m 5 7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 5 1 1 1 1 1 1 1 S O E D N O S

: L A T O T L A E R A


A I C N A T S I D m 0 1 2 O M A R T / S O T N U P

3

4

5

6

7

8

9

0 1

1 1

2 1

3 1

4 1

5 1

6 7 1 1

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El ensayo realizado fue oportuno en esta época en donde los caudales son considerables a comparación cuando no hay lluvias y los rio están casi secos. Acorde a ello es el caudal que obtuvimos fue de 309.39 m 3/s que es un resultado aceptable para esta estación estación del año. 1.

OBJETIVO  

Aforar el rio Coata en el puente Unocolla Calcular el caudal del rio Coata

2. FUNDAMENTO TEORICO. Aforo de un rio Aforo: conjunto de operaciones para calcular el caudal y demás parámetros. METODOS DE AFORO CON MOLINETE: Se debe tener en cuenta c uenta algunos conceptos: VELOCIDAD PUNTO: es una velocidad que se halla en una o dos profundidades de acuerdo a la profundidad medida del rio en tal punto. punto. Si la profundidad es menor a 1 metro solo tendrá una velocidad punto; caso contrario se toma dos velocidades. VELOCIDAD VERTICAL: VERTICAL : es una velocidad que podría bien ser igual a la velocidad velocid ad punto si la profundidad del rio es menor a 1 metro. En el caso de que la profundidad sea mayor a 1 metro, se tomara como promedio de las dos velocidades de punto. VELOCIDAD TRAMO: es una velocidad promedio, de dos velocidades verticales (en un tramo existe 2 velocidades verticales) VELOCIDAD media: es la velociadad promedio de todas las velocidades verticales. En un aforo de debe tomar en cuenta lo siguiente: 

El tramo del río que se escoja para medir el caudal del agua circulante debe ser aproximadamente recto, en una distancia de 150 a 200 metros, tanto aguas arriba como aguas abajo de la estación de aforo. En este tramo recto, no debe confluir ninguna otra corriente de agua, ni existir pérdidas o de rivaciones del recurso.



La sección de control c ontrol debe estar ubicada en un tramo en el cual el flujo sea calmado y, por lo tanto, libre de turbulencias, y donde la velocidad de la corriente esté ubicada dentro de un rango que pueda ser registrado por un correntómetro.



El cauce del tramo recto debe estar limpio de malezas o matorrales, de piedras grandes, bancos de arenas, etc., para evitar imprecisiones en las mediciones de agua. Estos obstáculos hacen más imprecisas las mediciones en épocas de estiaje.



Tanto agua abajo como aguas arriba, la estación de aforo debe estar libre de la influencia de puentes, presas o cualquier cu alquier otra construcción que pueda afectar las mediciones.



El sitio debe ser de fácil f ácil acceso para realizar las mediciones. El aforador deberá contar con el siguiente equipo:


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Además el aforador deberá llevar cronómetro, huincha ó flexo, libreta de aforo, lápiz o punta bola. Debe tener en cuenta que orilla izquierda OI es OI es aquella que si supuestamente supuestamente nos colocamos en medio del río mirando aguas abajo se encuentra a nuestra n uestra izquierda. izquierda. Orilla derecha OD es OD es aquella que si supuestamente nos colocamos en medio del río mirando aguas abajo se encuentra a nuestra nu estra derecha. 

Se marcará en el puente las distancias horizontales horizontales determinadas determinadas por el ancho del río.



En la parte superior de la libreta de aforo se anotará lo siguiente:


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Debe dejar en blanco las casillas correspondientes a las alturas de escala y hora dc finalización del aforo, estaos datos se anotarán cuando finalice el aforo. Si esta aforando con equipo GURLEY, dc acuerdo a la velocidad del río, utilizará el borne correspondiente a (1-1), una revolución una señal ó el borne de (5-1), cinco revoluciones una señal.

1 revolución 1 señal

5 revoluciones 1 señal

Al inicio del aforo, anotar la distancia entre el origen y el lugar donde el agua se une con el suelo, se debe anotar también la profundidad que no siempre es cero.

1.1 NUMERO DE VERTICALES Dependiendo del ancho del río se tomarán en cuenta la separación entre verticales de acuerdo a la siguiente tabla:

DESDE

HASTA

SEPARACIÓN m.

0.0

1.2

0.30

1.2

3.0

0.40

3.0

5.0

0.50

5.0

8.0

0.70

8.0

12.0

1.00

12.0

18.0

1.00

18.0

25.0

1.50

25.0

35.0

2.00

35.0

50.0

3.00

50.0

70.0

4.00

70.0

adelante

5.00


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1.2 NUMERO DE PUNTOS DE MEDICION POR CADA VERTICAL Considerando que existe una distancia constante entre el escandallo y el molinete de aproximadamente aproximadamente 0.25 m. El aforo se realizará de la siguiente manera: Verticales de 0.30 m. a 0.60 m.-Se tomará 1 solo punto Ej. n = 0.30 m.

Verticales de 0.61 m. á 1.20 m.-Se tomarán 2 puntos á 0.2 de h y 0.6 de h Ejemplo: h = 0.65 m.

Verticales mayores a 1.20 m.-Se tomarán 4 puntos, á 0.2 de h, 0.4 de h, 0.6 de h, y 0.8 de h

1.3 CUANDO LA PROFUNDIDAD INICIAL NO ES CERO Se tomará como primera vertical la profundidad inicial este dato se lo anota en la 2 a columna. Ejemplo: h = 0.60 metros


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La primera vertical de aforo se la tomará aproximadamente a 0.5 ms de la orilla, el espaciamiento de las siguientes deberá estar de acuerdo al ancho del río. 1.4 CUANDO LA PROFUNDIDAD INICIAL ES CERO Se tomará como distancia del punto al origen, la distancia entre el origen y el lugar donde el agua se une al suelo. Ejemplo: 3.00 metros


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De acuerdo al siguiente esquema; se medirá la distancia entre la última vertical de aforo y la orilla opuesta, con el propósito de completar el área de la sección. Esquema

Concluido el aforo se deberán completar los espacios en blanco en la parte superior de la libreta de aforo, anotando la hora en que se terminó el aforo y el nivel del río que indica i ndica la escala instalada. instalada. En la parte inferior de la libreta deberá anotar la marca y el número de la hélice y del molinete.


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Resumiendo lo expuesto: Las Distancias entre verticales se las determinará en función del ancho del río. En alturas que estén entre 0.3 m y 0.6 m se tomará un solo punto. En alturas que estén entre 0.6 y 1.2 m., se tomarán 3 puntos 0.2h, 0.4h y 0.6h En alturas mayores a 1.2 m se tomarán cuatro puntos 0.2h, 0.4h, 0.6h y 0.8h.

2.

Instrumento utilizados.     

Molinete A OTT ( élise 1-122642) wincha Contador (revoluciones en un determinado tiempo) Soga (para sostener el molinete) CONTRAPESO (LASTRE) DE 10 Kg


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3.


PROCEDIMIENTO: El conjunto de operaciones que se izo para el cálculo cálculo del caudal del rio rio coata se siguió los siguientes siguientes pasos: pasos:









TOMA DE DATO DE LA MIRA que fue de 2.12 Se ubico el primer punto 0 que es donde la profundidad del rio es cero Cada tramo se tomara de referencia de 10 en 10 metros cada tramo En donde ya existe profundidad se tomo datos como: com o: profundidad del rio, de acuerdo ala misma (si h es mayor o menos que 1 metro) se tomo como dato las revoluciones en 30segundos, para luego obtener obtene r la velocidad punto mediante una fórmula, también se obtuvo la velocida velocidad d vertical y la velocidad tramo finalmente la velocidad del rio.



Al terminarse los puntos y los tramos que se tomo en cuenta que fueron del punto 0 al punto 17, que comprende 17 tramos.



Se procedió a la lectura de la mira que es 2.12 aproximado Nota: los pasos que se siguieron son los que usaron los técnicos técnicos del Senamhi y están bien detallados en la parte de los cálculos. c álculos.

4.

CÁLCULOS Y RESULTADOS. Lectura de la escala:


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Seccionamiento del rio: se procedió a seccionar como se observa en la figura.

TRABAJO DE CAMPO 

PUNTO “0”:

A la 5 metros del punto inicial, es donde esta e nivel del agua y se le denominamos denomin amos punto “0”, donde la velocidad y la profundidad es cero. 

PUNTO “1”:

Ya existe una profundidad h1=0.92 m como es menor que 1 metro, entonces el molinete m olinete se le introducirá a 0.91* 0.6 = 0.552m. Luego se tomo los datos: d atos: Revoluciones: 71 Tiempo: 30 seg



PUNTO “2”: La profundidad h2=1.16 como es mayor a 1 metro, se le introducirá el molinete en dos profundidades distintas. CORRENTOMETRO PROFUNDIDAD DE LA OBSERVACIÓN

tiempo REVOLUCIONES

método

metros

seg

0.2

0.2*1.16=0.232

110

30

0.8

0.8*1.16=0.928

128

30


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Universidad Nacional Del Altiplano 


PUNTO “3”:

La profundidad h3=1.61 como es mayor a 1 metro, se le introducirá el molinete en dos profundidades distintas. CORRENTOMETRO PROFUNDIDAD DE LA OBSERVACIÓN método



metros

tiempo REVOLUCIONES

seg

0.2

0.2*1.61=0.322

222

30

0.8

0.8*1.61=0.288

211

30

PUNTO “4”:

La profundidad h2=1.92 como es mayor a 1 metro, se le introducirá el molinete en dos profundidades distintas. CORRENTOMETRO PROFUNDIDAD DE LA OBSERVACIÓN

tiempo REVOLUCIONES

método

metros

seg

0.2

0.2*1.92=0.384

207

30

0.8

0.8*1.92=1.536

193

30

Para los demás puntos faltantes se desarrolla de igual forma. TRABAJO DE GABINETE En esta parte se calculara las velocidades, la sección y la descarga en cada punto o tramo ya asignado. 

PUNTO “0”: en este punto no existe velocidad alguno.



PUNTO “1” Y TRAMO “1”: “1”:

ya se tienea como dato:

Revoluciones: 71 Tiempo: 30 seg Mediante la fórmula:  = 0.25 0.2518 18 ∗   0.02 0.024 4

Además: =

 

Se obtiene: VELOCIDADES. VELOCIDAD EN EL PUNTO:


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 = 0.251 0.2518 8∗

71 30

 0.024 0.024 = 0.620 0.620 / /

VELOCIDAD MEDIA EN LA VERTICAL:  =  ∗ = 0.620/

VELOCIDAD MEDIA EN EL TRAMO:

 =

 ∗ + ∗  

=

+. 

= 0.31/

SECCIÓN. Profundidad media:  =

ℎ  ℎ 2

=

0  0.92 0.92 2

= 0.46

Ancho (T1) = 1m ℎ (1) = 2

ÁREA.  =  ∗ ℎ (1) = 0.46 ∗ 2 = 0.92 0.92 

DESCARGA.  =  ∗  = 0.92 ∗ 0.31 = 0.285 0.285   /

Se resume en esta tabla:


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VELOCIDAD



SECCION

EN EL PUNTO

MEDIA EN LA VERTICAL

m/seg.

m/seg.

m/seg.

0.620

0.620

0.31

MEDIA EN EL TRAMO

DESCARGA

PROFUNDIDAD MEDIA

ANCHO

AREA

CAUDAL

m

m

m2

m3/seg.

0.46

2

0.92

0.285

PUNTO “2” Y TRAMO “2”: “2”:

Para los siguientes puntos el procedimiento es lo mismo. Final mente se tiene la siguiente tabla en donde se desarrolla todo los puntos y tramos.


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