UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCIÓN DEPARTAMENTO DE HIDRAULICA Y MEDIO AMBIENTE LABORATORIO DE HIDRAULICA II
Ing. Mario Castellón Z. Ing. Mario Castellón Z. IC – 33D 33D IC-33D-1
Josías Magdiel Martinez Martinez Yadder Ezequiel Casco Cárdenas Whitney Ashley Bobadilla Alemán Walter B. Cerna Osorio. 5 de Noviembre de 2013 19 de Noviembre de 2013
Departamento De Hidráulica
CALCUOS REALIZADOS. -LOS CALCULOS ESTAN ELABORADOS PARA LA PR IMERA LECTURA LOS DEMASRESULTADOS SE PRESENTAN EN TABLAS DE RESULTADOS MAS ADELANTE.
TIEMPO PROMEDIO=
Tprom =11.82 Seg
Viscosidad cinemática(m2/s)
25
8.94x10-7
26
8.76x10-7
30
8.03x10-7
Calculo de Viscosidad Cinemática:
25ºC ----------------------------- 8.94*10
-07
26ºC ----------------------------- (8.94*10 -07 – X)
Viscosidad=0.00876 cm2/Seg
30ºc ----------------------------- 8.03*10 -07 X = 1.82*10 -08
CALCULO DE CAUDAL Q =
Q= = 1.269*10
-03
⁄= 1,269⁄
CAUDAL = 1,269 cm3/Seg
NUMERO DE REYNOLDS Re=
Re= = 35,375.583 Reynolds = 35,375.583
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RADIO HIDRAULICO Rh =
Rh = = 2.033
Radio Hidráulico= 2.033cm
Flujo de Transición.
λ =0.11
) (
λ =0.11
( )
λ =
Calculo de Coeficiente de Manning (n)
n= () n= ( ) * = 0.2982
Pendiente
S= S= = 0.0028
0.055
n=0.2982
TABLA DE PRESENTACION DE RESULTADOS
No.
N
S
Y
Re
ε/D
λ
n
1
5
0.0028
4.44
35,375.58
0.061
0.0551
0.0298
2
10
0.0056
3.5
39,962.21
0.069
0.0567
0.0296
3
15
0.0085
2.75
44,573.23
0.079
0.0586
0.0295
4
20
0.0113
2.46
46,654.75
0.0841
0.0596
0.0219
5
25
0.0141
2.2
48,693.45
0.0902
0.0605
0.0294
6
30
0.0169
2.17
48,940.21
0.0909
0.0603
0.0292
7
35
0.0198
2.20
50,387.14
0.0958
0.0614
0.0291
8
40
0.0226
1.90
51,278.94
0.0991
0.0619
0.0306
Cuestionario
1. Investigue tres Métodos de evaluar el coeficiente de Manning. Método de servicio de conservación de suelos. El método de servicio de conservación de suelos (SCS), para estimar n, implica la selección de un valor básico de n para un canal uniforme, recto irregular e un material nativo y entonces modificar este valor por la adición de factores de corrección que se determina mediante una consideración critica. El SCS sugiere que la turbulencia de un flujo puede utilizarse como una medida o indicador del grado de retardo; para los factores que inducen a un mayor grado de turbulencia podrán resultar en un incremento de n.
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Estimación de n por el método de la tabla. Este segundo método implica el uso de tablas de valores Para estimar n para un canal. Show (1959), presentó una tabla extensiva de los valores mínimos, normales y máximos para n, para cada tipo de canales. S de notar que en esta tabla los valores normales suponen que el canal recibe mantenimiento regular. Tabla de valores típicos de n para varios tipos de canales Naturaleza de la superficie
n Mínimo
Máximo
Superficie de concreto, limpia
0.01
0.013
Tubería de madera
0.01
0.013
Tubería de alcantarillado vitrificada
0.01
0.017
Canales de metal, lisos
0.011
0.015
Concreto pre colado
0.011
0.013
Superficie con mortero-cemento
0.011
0.015
Barro común
0.011
0.017
Concreto monolítico
0.012
0.016
Ladrillo con mortero-cemento
0.012
0.017
Hierro forjado
0.013
0.017
Acero remachado
0.017
0.02
Canales y surco de tierra lisa
0.017
0.025
Canal de metal corrugado
0.022
0.03
Canal excavado en tierra, liso
0.025
0.033
Canal excavado en roca, liso
0.025
0.035
Lechos rugosos
0.025
0.04
Canal cortado en roca, irregular
0.035
0.045
Corriente
Muy lisa
0.025
0.033
natural
Muy rugosa
0.045
0.06
Con muchas hierbas
0.075
0.15
Método fotográfico. Fue desarrollado por el U.S Geological Survey, el cual realizo fotografías de canales de resistencia conocida junto con un sumario de parámetros geométricos e hidráulicos que define el canal para un gasto especifico, el cual es común en la estimación del coeficiente de resistencia de canales.
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Método de Cowan Mediante este procedimiento, el valor de n puede calcularse por: n = (n0 + n1 + n2 + n3 + n4)* n5 Estos valores pueden seleccionarse de la siguiente tabla: Condiciones del canal Material
Grado de irregularidad
Variación de la sección transversal Efecto relativo a ob st ácu lo
Vegetación
Grado de sinuosidad
Tierra
Valores n0
0.02
Roca
0.025
Grava fina
0.024
Grava gruesa
0.028
Ligero
n1
0
Menor
0.005
Moderado
0.01
Severo
0.02
Gradual
n2
0
Ocasional
0.05
Permanente
0.010-0.015
Despreciable
n3
0
Menor
0.010-0.015
Apreciable
0.020-0.030
Severo
0.040-0.060
Baja
n4
0.005-0.010
Media
0.010-0.025
Alta
0.025-0.050
Muy alta
0.050-0.100
Menor
m5
1
Apreciable
1.15
Severo
1.3
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C
2. Investigue el valor de C para canales con paredes de: Madera, Concreto, Metal y Tierra Arcillosa. Para obtener los valores del coeficiente chazzy basta con sustituir valores del ´n´ y de R (radio hidráulico) en la ecuación: 1 16
n
R H
Cuando la Velocidad y la Profundidad media aumenta, que sucede con el numero de Reynolds? Se logro observar que al variar la velocidad y el tirante de agua en la sección del canal el numero de Reynolds aumenta según lo obtenido de la práctica de laboratorio además se demuestra median te la ecuación que Reynolds solo dependerá de la velocidad, del diámetro de la viscosidad y si depende de la velocidad también lo hará según el caudal y el area de la sección transversal. Así que ; Re = (V*D)/ ν Para: -
-
Aumenta la velocidad aumenta Reynolds Aumenta el diámetro aparentemente aumenta Reynolds , D=4R; D=4(b+2y), pero no porque , Re = (Q*D)/(πD2/4)( ν)=4Q/πνD; Por lo tanto Reynolds es inversamente proporcional al diámetro Aumenta el area de la sección Reynolds disminuye. A= by por lo tanto se observa que al disminuir el tirante aumenta Reynolds El Q aumenta Reynolds aumenta. LA viscosidad cinemática del liquido es mayor Reynolds disminuye.
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CONCLUSIONES
Con los resultados arrojados por el laboratorio para un canal de fibra de vidrio como es el ensayado se determinó que el comportamiento del coeficiente de rugosidad de Manning sufre una fluctuación en el mismo con tendencia a
ir disminuyendo, al variar la pendiente del
canal
ocasionando aumento de velocidad y disminución de tirante. Si se observa en los acápites anteriores o en los anexos encontramos tablas donde se establece un
valor
constante para el ´n´ de Manning
sabiendo que este varia al cambiar la velocidad, pero se establece este valor por métodos estadísticos esto porque por cada 1% de pendiente la valor de ´n´ nos es muy notorio pero si será significante al encontrar por ejemplo la velocidad en la sección. A si el coeficiente de Manning es un factor de seguridad determinado experimentalmente solo para el agua. Y este se puede suponer como un valor constante debido a su pequeña variación y a la incertidumbre de tener cálculos exactos que dependen de la toma de datos. De la manera expuesta anterior logramos estimar la resistencia al flujo para un canal determinado, aunque
´n´ es una variable
y estará en
dependencia de una gran cantidad de factores para seleccionar un valor exacto según el diseño.
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BIBIOGRAFIA
1. Guía de laboratorio FTC (Faculta de Tecnología de la Construcción). Departamento de Hidráulica 2. Hidráulica General, Volumen 1. Fundamentos: Sotelo, LUMISA, Noriega Editores 3. Mecánica de Fluidos – Robert Mott
