lab hidraulica-Informe 1 Caudal.docx

PRÁCTICA NO. 1. ESTADISTICA ESTADISTICA APLICADA- AFORO CAUDALES

Presentado por: María D!"#a L$"s Pedro%o D"e&o Po'(o A#(erto Te)era

Presentado a: In&. *era#d Mestra

*r$po: AM

Un"!ers"dad de #a Costa+ CUC

,arran$"##a - 1 de A&osto de /01 1

INDICE P&. Ta(#a de 2onten"do OBJETIVOS......................................................................................................................3 OBJETIVO GENERAL......................................................................................................3 OBJETIVOS ESPECIFICOS..............................................................................................3 MARCO TEÓRICO..........................................................................................................4 Mëtodos para e !"!#o de !a#da......................................................................................$ BANCO %I&R'(LICO.....................................................................................................$ CANAL...............................................................................................................................$ PROCE&IMIENTO E)PERIMENTAL...........................................................................* C'LC(LOS + RES(LTA&OS........................................................................................, &ISC(SIÓN + ANALISIS.............................................................................................-4 &ESARROLLO.................................................................................................................-4 CONCL(SIONES...........................................................................................................-* ANE)OS.........................................................................................................................-, TABLA &E &ATOS..........................................................................................................-, BIBLIOGRAFIA...............................................................................................................-, GRAFICOS.......................................................................................................................- IMAGENES......................................................................................................................-

2

O,3ETI4OS O,3ETI4O *ENERAL Ca!#ar e !a#da de #/ 0#1o de a2#a por ed5o de os d50ere/tes 6o7e/es d5!tados por  e 8a/!o 95dr"#5!o a !a/aeta !o/ os t5epos toados por ed5o de !ro/oetro.

O,3ETI4OS ESPECIFICOS • • • • •

Ca!#ar d5!9o !a#da por ed5o de dos :todos d50ere/tes. Coparar res#tados o8te/5dos de d5!9os :todos. &e05/5r !#" de os :todos para !a!#ar e !a#da es "s de /#estro a2rado. &eter5/ar os errores prese/tados e/ a toa de os !a#daes. I/d5!ar ; Gra05!ar a d50ere/!5a e/tre !a#da ; t5epos.

3

MARCO TE5RICO (/ 0#5do es #/a s#sta/!5a 0orada por part5ste #/a 0#er?a de atra!!5@/ d:85. Ta85:/ se p#ede de05/5r #/ 0#5do !oo a=#ea s#sta/!5a =#e de85do a s#  po!a !o9es5@/ 5/teroe!#ar !are!e de 0ora prop5a ; adopta a 0ora de re!5p5e/te =#e o !o/t5e/e. Los d565de/ e/ tres t5pos F#5dos per0e!tos o S#per0#5de? so/ a=#eos =#e s# 65s!os5dad e/ po!a o t5e/de 9a!er  !ero =#5ere de!5r =#e e/ #/ !5r!#5to !errado 0#5r
CAUDAL Ca#da es a !a/t5dad de 0#5do =#e !5r!#a a tra6:s de #/a se!!5@/ de d#!to Dt#8er5os 5/sta/t"/eos. La 0ora de o8te/!5@/ de #/o ; otro es d50ere/te ; 5e/tras para os pr5eros se p#ede toar !oo 8ase os 6aores re25strados e/ #/a esta!5@/ de ed5!5@/ d#ra/te #/ /7ero !o/s5dera8e de aos para os se2#/dos es de!5r para os ">5os 5/sta/t"/eos #; 0re!#e/tee/te se de8e/ !a!#ar a tra6:s de odeos ate"t5!os. La ed5!5@/ pr"!t5!a de !a#da <=#5do e/ as d56ersas o8ras 95dr"#5!as   t5e/e #/a 5porta/!5a #; 2ra/de ;a =#e de estas ed5!5o/es depe/de #!9as 6e!es e 8#e/ 0#/!5o/a5e/to de s5stea 95dr"#5!o !oo #/ todo ; e/ #!9os !asos es 0#/dae/ta  para 2ara/t5?ar a se2#r5dad de a estr#!t#ra. E>5ste/ d56ersos pro!ed55e/tos para a deter5/a!5@/ de !a#da 5/sta/t"/eo. E/ e art
M6TODOS PARA EL CÁLCULO DE CAUDAL E/tre otros :todos os :todos =#e se #sara/ e/ esta e>per5e/!5a para !a!#ar e !a#da ser" por ed5o de 8a/!o 95dr"#5!o ; por e :todo de a !a/aeta =#e se 9a!e por ed5o de !a/a. Las e!#a!5o/es pr5/!5paes =#e /e!es5tareos para !a!#ar e !a#da so/ as s52#5e/tes Para 8a/!o 95dr"#5!o

Para !a/a

Estas e!#a!5o/es as pro0#/d5?areos "s adea/te.

,ANCO 7IDRÁULICO E 8a/!o 95dr"#5!o !#e/ta !o/ #/ a/@etro e !#a 8r5/da 5/0ora!5@/ a!er!a de 5/!ree/to de 6o#e/ e/ :ste 5so e !#a se #estra e/ 5tros.

I'a&en 1. I#$stra2"8n de $n (an2o 9"dr$#"2o 5

CANAL Por a !a/aeta pasar" !5erto 0#1o de a2#a e !#a 1#/to !o/ e 8a/!o 95dr"#5!o p#ede ser  #sado para d50ere/tes 05/es.

I'a&en /. I#$stra2"8n de $na 2ana#eta.

PROCEDIMIENTO EPERIMENTAL E pro!ed55e/to #t55?ado para rea5?ar a e>per5e/!5a de toa de datos por e :todo de  8a/!o 95dr"#5!o 0#e e s52#5e/te Mater5aes • • •

Cro/@etro. Ba/!o 95dr"#5!o Ma/@etro D5/!#5do e/ e 8a/!o 95dr"#5!o.

E pro!ed55e/to para toar os datos es e s52#5e/te

1. Per5t5r e 0#1o de a2#a 9a!5a e 8a/!o 95dr"#5!o. 6

/. Tapar e dre/a1e de a2#a de 8a/!o 95dr"#5!o ;. Co/ e !ro/oetro toar e t5epo e/ =#e s#8e e a2#a e/ e a/@etro !ada $ 5tros. <. Ap#/tar os t5epos o8te/5dos. . A#e/tar e 0#1o de a2#a 9a!5a e 8a/!o 95dr"#5!o ; repet5r e pro!ed55e/to. E pro!ed55e/to #t55?ado para rea5?ar a e>per5e/!5a de toa de datos por e :todo de a !a/aeta 0#e e s52#5e/te Mater5aes Ca/aeta. Re2a de -. Cro/oetro. L5/<etro. O81eto de po!a de/s5dad Dpape5tos.

• • • • •

E pro!ed55e/to #t55?ado para toar os datos es e s52#5e/te

1. /. ;. <. . =.

(85!ar a re2a e/ a2#/a parte espe!505!a de !a/a Dpre0er58ee/te e/ e ed5o. Med5r e a/!9o de !a/a. Per5t5r e 0#1o de a2#a a !a/a Co/ e 5/<etro toar a at#ra de 0#1o de a2#a Co/ #!9o !#5dado arro1ar #/ pape5to 9a!5a e !a/a. Toar e t5epo =#e pasa desde e oe/to e/ =#e e pape5to pasa por e p#/to 5/5!5a de !a/a e/ e =#e est" #85!ado a re2a 9asta e p#/to 05/a de :sta. >. Ap#/tar os t5epos o8te/5dos. ?. A#e/tar e 0#1o de a2#a a !a/a ; repet5r e pro!ed55e/to.

CÁLCULOS @ RESULTADOS M:todo de Ba/!o %5dr"#5!o Vo#e/ DL $ -H -$

Q=

Ca#da T5epo DS *HH* -4-,*

Ca#da DLS HH3$HH3 HH,,,$$$$ HH,H4-4

v t 

Vo#e/ 7

Q=

5 60,06

=0,08325

Vo#e/  Q=

10 128,41

=0,07787

Vo#e/ 3 Q=

15 187,96

=0,079804

Metodo de Ca/aeta &5sta/!5a D Base Ca/a D

HH,$ Area At#raD HHH*$ HHH*

LL

altura 1=6,5

AreaD HHHH4,$ HHHH4$

2

mm∗1 m =0,006 m 1000 mm

area 2=b∗h =0,006 m∗0,075 m=0,00045 m area promedio =

TT T3

HHHH4*,$

 mm∗1 m =0,0065 m 1000 mm

area 1=b∗h =0,0065 m∗0,075 m =0,0004875 m altura 2=6

AreaProD

T5epoDS 3* 3433

a 1+a 2 2

2

=0,00046875 m2

Veo!5dad T5epoProDS

Veo!5dad Ds

34*3333333

H,3-,

8

velocidad =

velocidad =

  distancia tiempo promedio 1m 3,4633 seg

=0,2887 m / seg

Ca#da Veo!5dad Ds Ca#da D3s H,3-, HHHH-3$34*

AreaProD HHHH4*,$

Q= A∗V  3

m m Q=0,00046875 m ∗0,2887 =0,000135 seg seg 2

3

Q=0,000135

m ∗1000= 0,13534 ¿ seg seg

Caudal 0,09406908 Promerido 5 Moda #N/A   0,08152714 Mediana 8 Desv "sand 0,02760792 0,00076219 $arian%a 7   68,5301584 "rror & 8&   0,05503653 "a's 6

Vo#e/ DL $ -H -$

Ca#da  T5epo DS - ** $4

Ca#da DLS H3**H4 H3,H-H$3-,-

9

Ca#da DLS H-3$34*4,

Q=

v t 

Vo#e/ Q=

5 12,96

=0,3869

Vo#e/  Q=

10 26,96

=0,3709

Vo#e/ 3 Q=

15 52,48

=0,2858

M:todo de !a/aeta

  LL

Area  AreaD HHHH-,$ HHHH-$

At#raD HHH3 HHH

altura 1=2,3

AreaProD HHHH-*-$

mm∗1 m =0,0023 m 1000 mm

area 1=b∗h =0,0023 m∗0,075 m =0,0001725 m altura 2=2

mm∗1 m =0,002 m 1000 mm

area 2=b∗h =0,002 m∗0,075 m=0,00015 m area promedio =

a 1+a 2 2

2

=0,00016125 m2

10

2

TT T3

T5epoDS -*3 -4, -$*

velocidad =

velocidad =

Veo!5dad  T5epoProDS

Veo!5dad Ds

-$$3333333

H*43,,*4

  distancia tiempo promedio 1m 1,5533 seg

=0,64373 m / seg

Ca#da  Veo!5dad Ds Ca#da D3s H*43,,*4 HHHH-H3H

AreaProD HHHH-*-$ Q= A∗V 

3

m m Q=0,00016125 m ∗064377 =0,000103809 seg seg 2

3

m Q=0,000103809 ∗1000=0,10389 ¿ seg seg

Ca#da Proer5do Moda Med5a/a &es6. Esta/d. Var5a/?a Error  Ea8s

H*,4 KNA H33,-$* H-,4$$4 HH-**,4 ,H-*3-- H44-H43H*

11

Ca#da DLS H-H3HH-3

M:todo de Ba/!o %5dr"#5!o Ca#da 3 T5epo DS $* --,3 --

Vo#e/ DL $ -H -$

Q=

Ca#da DLS H3*-,4 H$$-4- H,

v t 

Vo#e/ Q=

5 5,96

=0,8389

Vo#e/  Q=

10 11,73

=0,8525

Vo#e/ 3 Q=

15 18,1

=0,8287

Metodo de Ca/aeta Area 3 LL

altura 1=2,4

At#raD HHH4 HHH-

AreaD HHHH- HHHH-$,$

mm∗1 m =0,0024 m 1000 mm

12

AreaProD HHHH-*,$

area 1=b∗h =0,0024 m∗0,075 m = 0,00018 m altura 2=2,1

2

mm∗1 m =0,002,1 m 1000 mm 2

area 2=b∗h =0,002,1 m∗0,075 m =0,0001575 m area promedio =

a 1+a 2 2

T5epoDS T T  T 3

=0,00016875 m2

Veo!5dad 3 T5epoProDS

Veo!5dad Ds

-*4

H*H,$*H

-$ -** -,4

velocidad =

velocidad =

  distancia tiempo promedio 1m 1,64 seg

= 0,6097560 m/ seg

Ca#da 3 AreaProD Veo!5dad Ds Ca#da D3s Ca#da DLS HHHH-*,$ H*H,$*H HHHH-H* H-H*34-

Q= A∗V  3

m m Q=0,00016875 m ∗0609756 =0,000102896 seg seg 2

13

3

m Q=0,000102896 ∗1000= 0,102896 ¿ seg seg

Ca#da Proer5do Moda Med5a/a &es6. Esta/d. Var5a/?a

H*$$,***, KNA H33,, H3*,H3 H-3$4*3-4 ,,$-*3*, Error   Ea8s H,3,-*H4$

DISCUSI5N @ ANALISIS 1 Por =#: os t5epos o8te/5dos so/ d50ere/tes para !ada !a#da / C#"es so/ os errores !oet5dos e/ a pr"!t5!a ; Ca!#e e error a8so#to de os datos. <  = > ?

Ca!#e e !a#da proed5o para !ada . Ca!#e a ed5a/a para !ada . Ca!#e a des65a!5@/ est"/dar de os datos. E>5ste oda para !ada dato de !a#daes Ca!#e a 6ar5a/?a para os datos de !ada !a#da. 14

 Gra05=#e e  6s T5epo 10 #: res#tado 5/terpretat56o o8te/5do represe/ta a des65a!5@/ est"/dar de os datos

DESARROLLO 1 Por =#: e/ !ada oe/to e/ e =#e a8r5os a 6"6#a a#e/t"8aos e 6o#e/ de 0#5do por #/5dad de t5epo ; !o/ esto os t5epos so/ d50ere/tes. / Toaos !oo errores e/ a toa de os datos !#a/do e pape5to ro?a o t5e/e 0r5!!5@/ !o/ as paredes de a !a/aeta e t5epo de rea!!5@/ de =#5e/ toa os datos a !oord5/a!5@/ de o1o a/o para !oe/?ar os !o/teos. E por!e/ta1e de error se o8t#6o a part5r de a s52#5e/te e>pres5@/ %error =

 v.medido −v . real ∗100 v.real

E/ a !#a toaos !oo 6aor ed5do os datos de os !a#daes de a !a/aeta ; !oo 6aor rea os de 8a/!o 95dr"#5!o. S5e/do as< para e !aso de  se o8t5e/e e s52#5e/te res#tado  L  −0,08300995  L / s s ∗100=68 , 5301 0,08300995 L / s

0,135346487

%errorQ =

;

error absoluto =valor medido − valor real

H-3$34*4, Ls  HH3HH$ Ls Q HH$$H3*$3* Ls

< Para !a!#ar a ed5a ar5t:t5!a s#aos os !a#daes !a!#aos ; os d565d5os por e /7ero de datos =#e e>5sta/. S5e/do as< e pro!ed55e/to a e6ar  a !a8o es e s52#5e/te

´= Q

0,083250083 + 0,07787555 + 0,079804214 + 0,135346487 4

15

=0,094069085  L / s

 E/ este !aso e s e  6 a or = #e o !# pa e  # 2a r ! e/ tr a d e to do s os datos !#a/do :stos est"/ orde/ados de e/or a a;or .  a ser e tota de datos #/ /7ero par se toa !oo ed5a e 6aor =#e est" e/ a 5tad de estos !oo se #estra a !o/t5/#a!5@/  Me =0 , 07788755 0,07980420,083250,1353464 =0,0815271

=  La des65a!5@/ est"/dar es se/!5ae/te a ra
desviacione standar=√ 0,000762197 2

 Q HH,*H,

> &esp#:s de 9a8er re65sado !ada #/o de os datos e/ toda a #estra /o se e/!o/tr@ oda e/ /5/2#/o de :stos por=#e a oda es e dato =#e "s se rep5te. ?  La 6ar5a/?a se !a!#a proed5a/do os datos de !a#daes pr5erae/te #e2o se s#a/ todos os 6aores 5/depe/d5e/tes restados por este proed5o ; ee6a/do e res#tado a !#adrado. A 05/a se d565de a s#a res#ta/do por e /7ero de datos e/ este !aso 4. S5e/do e pro!ed55e/to as< Varianza=

( 0,0778 − 0,0940 )2+ ( 0,0798 −0,0940 )2 +( 0,0832 − 0,09406 )2 +(0,1353 −0,0940 ) ² 4

QHHHH,*-,

 Ver a/e>os 10 Para !o/o!er !o/ detae #/ !o/1#/to de datos /o 8asta !o/ !o/o!er as ed5das de te/de/!5a !e/tra s5/o =#e /e!es5taos !o/o!er ta85:/ a des65a!5@/ =#e represe/ta/ os datos e/ s# d5str58#!5@/ !o/ o81eto de te/er #/a 65s5@/ de os 5sos "s a!orde !o/ a rea5dad a a 9ora de des!r585ros e 5/terpretaros para a toa de de!5s5o/es. Esta ed5da /os per5te deter5/ar e proed5o ar5t:t5!o de 0#!t#a!5@/ de os datos respe!to a s# p#/to !e/tra o ed5a. La des65a!5@/ est"/dar  /os da !oo res#tado #/ 6aor /#:r5!o =#e represe/ta e proed5o de d50ere/!5a =#e 9a; e/tre os datos ; a ed5a.

CONCLUSIONES &e esta e>per5e/!5a podeos !o/!#5r =#e pr5/!5pae/te se !#p5ero/ os o81et56os tra?ados a !o5e/?o o !#a es o "s 5porta/te. 16

Basado e/ os !"!#os a/ter5ores ; pr5/!5pae/te e/ a 2r"05!a se p#ede de!5r =#e de as dos e>per5e/!5as rea5?adas os res#tados de 8a/!o 95dr"#5!o 0#ero/ "s !o9ere/tes ta/to e/ os datos o8te/5dos !oo e/ e patr@/ de 5/!ree/to de !a#da desp#:s de 9a8er  9e!9o os res#tados. La pr5/!5pa !a#sa de =#e e :todo de a !a/aeta ; e pape5to /o 0#e ta/ e0e!t56o e/ esta e>per5e/!5a es por a ata !a/t5dad de errores =#e este p#ede te/er ;a =#e :ste :todo es a;ore/te e0e!t56o e/ "reas "s 2ra/des !oo #/ arro;o o #/ r5o e/ e !#a se red#!e e/oree/te a pos5855dad de =#e e pape5to se estree !o/ os e>treos =#e es a  pr5/!5pa !a#sa de =#e este p5erda e/er2per5e/!5a. E/tre otros errores aso!5ado a esto podeos desta!ar e error  9#a/o ta/to a oe/to de toar os t5epos !oo de toar as ed5das a o1o. Co/ e :todo de 8a/!o 95dr"#5!o se p#ede/ o8te/er ed5!5o/es 5/sta/t"/eas ; "s reaes =#e e/ e :todo de a !a/aeta. As55so se27/ a e>per5e/!5a se !o/!#;e =#e e :todo de 8a/!o 95dr"#5!o es #!9o "s pr"!t5!o =#e e :todo de a !a/aeta para #/ a8orator5o dado =#e e t5epo =#e dea/da a deter5/a!5@/ de !a#da !o/ e pr5ero es e/or =#e e epeado !o/ e se2#/do. E :todo de a !a/aeta !o/st5t#;e #/a 8#e/a ater/at56a !#a/do /o se !#e/te !o/ #/  8a/!o 95dr"#5!o para a deter5/a!5@/ de !a#da. Para #sar e :todo de a !a/aeta /e!es5taos =#e a ?o/a do/de 6aos a ed5r sea re!ta  para poder !a!#ar as "reas de a/era "s e>a!ta as< ta85:/ re!oe/daos a a;or  !a/t5dad de pape5tos para te/er #/a a;or propor!5@/ de datos.

Se27/ os datos o8te/5dos e :todo re!oe/dado a #t55?ar es e de a0oro de !orr5e/tes e/ a !a/aeta de a8orator5o de85do a =#e so/ 6aores #; pe=#eos.

ANEOS

17

TA,LA DE DATOS ,I,LIO*RAFIA -. Gar!
E

INSTR(MENTAL

NECESARIO.

9ttpa2#as.52e.es52ep#85!a58rosUT%artpd0teor5a.pd0  . Med5da

de

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(/56ers5dad

de

O65edo.

9ttp.#/5o65edo.esAreasMe!a/5!a.F#5dosdo!e/!5aUas52/at#rase!a/5!aU  deU0#5dosHUH03UHHU2#5o/ME&I&A.pd0  3. C%OX Ve/ Te. %5dr"#5!a de !a/aes a85ertos. Sa/ta0: de Bo2ot" M!Gra %5 -4. 4. C%ANSON %#8ert. %5dr"#5!a de 0#1o e/ !a/aes a85ertos. M!Gra  %5 Coo85a HH. $. Sadarr5a2a J#a/. DHH, %5dr"#5!a de T#8er
*RAFICOS 200

150

Tiempo

100

Caudal 1 Caudal 2

50

Caudal 3

0 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09

Caudal

IMA*ENES

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19