45970825 Canal de Pendiente Variable 5t0

8/22/2019 45970825 Canal de Pendiente Variable 5t0

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UIVERSIDAD ANDINAUIVERSIDAD ANDINANESTOR CACERESNESTOR CACERES

VELASQUESVELASQUESTEMA:

CANAL DE PENDIENTE VARIABLECANAL DE PENDIENTE VARIABLELONGITUD 15 m.LONGITUD 15 m.

DOCENTEDOCENTE

Ing. HERNAN ALMONTE PILCOIng. HERNAN ALMONTE PILCO


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UIVERSIDAD ANDINA NESTORUIVERSIDAD ANDINA NESTORCACERES VELASQUESCACERES VELASQUES

Capitulo I: Descripcin y Composicin

del Canal Abierto de

Pendiente Variable


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INDICE GENERALINDICE GENERAL

Capitulo I: Descripcin y Composicin del

Canal Abierto de Pendiente Variable

Capitulo II: Instrumentos y Componentes del Canalde Pendiente Variable

Capitulo III: Sistema Automtica Adquisicin

Datos Para H91.8D


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Descripcin y Composicin del

Canal de Pendiente Variable

La Empresa Didacta Italia ha realizado una serie

de canales de distinta longitud:

H91.8D/15 m

De iguales caractersticas tcnicas, querepresentan un necesario auxilio didctico para

estudiar los fenmenos de hidrodinmica en

canales abiertos de agua contina..

Las paredes laterales del canal son de vidrio

para mayor visibilidad pero su fondo es de chapa

de acero inoxidable.


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La estructura, a su vez, gracias a un gozne

central y a un mecanismo de biela-manivela

puede cambiar de pendiente hasta los 3 grados y

menos 0.5 grados. A lo largo de ambas paredesdel canal est instalado un carril gua de seccin

cilndrica, sobre el cual corre una carretilla con

los accesorios e instrumentos necesarios para

las prcticas. Las dimensiones del canal y losmodelos han sido elegidos cuidadosamente para

permitir un profundizado estudio de los

fenmenos hidrodinmicos.


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Una bomba de recirculacin conectada con dosUna bomba de recirculacin conectada con dos

tanques de recoleccin asegura el flujo de agua.tanques de recoleccin asegura el flujo de agua.

Una serie de instrumentos de medida completaUna serie de instrumentos de medida completa

la unidad de estudio.la unidad de estudio.Todas las partes metlicas estn fabricadas conTodas las partes metlicas estn fabricadas con

metales inoxidables.metales inoxidables.


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Descripcin y ComposicinDescripcin y Composicin

I ParteI Parte

El tanque de recogida del agua est construido

en acero inoxidable reforzado.El tanque recoge el agua necesaria para inundar

la seccin de prueba del canal mismo.

Para la generacin de la corriente hidrulica en

la seccin de prueba del canal, en proximidad

del tanque de recogida est colocada una

electrobomba centrfuga con vlvula de

parcializacin de la aspiracin.


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II Parte

Esta es la parte ms importante del conjunto

pues aqu se realizan todas las

experimentaciones hidrulicas. En el canal deprueba se generan los fenmenos

hidrodinmicos tpicos de un canal inclinado;

aadiendo los modelos opcionales propuestos

se pueden ampliar las experiencias.


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Para producir perfectamente el binomio

superficies lisas y fenmenos hidrulicos

visibles, las paredes verticales del canal han

sido construidas en vidrio templado mientrasque el fondo ha sido realizado en acero

inoxidable.

Donde termina la seccin de prueba ha sido

prevista una compuerta accionablemanualmente, que permite variar el nivel del

agua en el interior del canal, dicha compuerta de

tipo vertical tiene el movimiento de cierre de

abajo hacia arriba.


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La entera estructura del canal formada por la

seccin de prueba, viga de soporte y tanque de

descarga tiene la posibilidad de ser inclinada de

hasta 3 , con un mecanismo de manivelasaccionado por un motorreductor que permite

variar en continuo dicha inclinacin.


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III Parte

El tanque de alimentacin del canal est

directamente conectado a la seccin de prueba;

un particular perfil de envite y la ausencia dearistas, permiten alimentar el canal sin

turbulencias que perturbaran las pruebas.


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IV Parte

El cuadro de mando y control est colocado en

posicin descentrada del canal y est instalado

sobre un bastidor de soporte.En el cuadro estn alojados los mandos de la

bomba centrfuga, del motorreductor y el

interruptor general. En el mismo cuadro, en el

caso de que el canal est dotado de accesoriosque necesitan alimentacin elctrica, sern

colocados sus respectivos alimentadores

elctricos.


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Panel de control:

1 - Cuadro elctrico general

2 - Lmpara espa tolva vibrante (opcional

cod. 934270)3 - Potencimetro tolva vibrante, (opcionalcod 934270)

4 - Lmpara espa generador de ondas,(opcional cod. 934264)

5 Potencimetro generador de ondas,(opcional cod. 934264)


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6 - Interruptor tolva vibrante (opcional cod.

934270)

7- Pulsante luminoso marcha generador de

ondas, (opcional cod. 934264)8 - Pulsante luminoso parada generador de

ondas, (opcional cod. 934264)

9 - Lmpara espa presencia fases.

10 - Lmpara espa interruptor magnetotermico

RT1

11 - Lmpara espa interruptor magnetotermico

RT2


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12 - Lmpara espa presencia 24 V

13 - Lmpara espa motorreductor en marcha,

antihorario -horario

14 - Lmpara espa arranque a estrella15 - Lmpara espa bomba en marcha

16 - Interruptor general

17 Botn de emergencia

18 - Botn marcha antioraria motorreductor

19 - Botn marcha horaria motorreductor

20 - Botn marcha bomba de circulacin

21 - Botn detencin bomba de circulacin


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INSTRUMENTOS Y COMPONENTES DEL

CANAL DE PENDIENTE VARIABLE DE 15 m.

Capitulo II: Instrumentos y

Componentes delCanal de Pendiente Variable


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Tubo de Pitot: Medicin de la velocidad ydel caudal

Introduccin:

El tubo de Pitot, conectado al manmetro en Upermite adquirir la velocidad del fluido en el canal.

Antes de su utilizacin, hay que atenerse a la puesta

en funcin especfica para evitar que la presencia de

burbujas de aire en el interior de los tubos que

conectan al instrumento, al manmetro puedan

falsear la medida.


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Resultados experimentales

Declive Pd h b v Q

[%] [mmH2O] [m] [m] [m/s] [m3/h]


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Clculo del declive del canalIntroduccin:

El declive en un canal es necesario para superar lasresistencias de friccin debidas a las paredes.

Objeto del ejercicio es el de adquirir familiaridad conrespecto a las diversas definiciones que, en laprctica, se usa dar al declive y a las modalidadesde paso de una definicin a otra.

A menudo, en efectos, se habla de canales con undeclive de x grados; asimismo con frecuencia sehace referencia a declives del y por ciento o del zpor mil.


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Fig. Canal en posicin horizontal (a) -contra pendiente (b) -inclinacinmxima (c)


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En la misma el segmento AC representa lalongitud del canal; ms precisamente, en nuestrocaso, la distancia entre los ndices de lectura y elcentro de rotacin del canal.El segmento AB es la altura medida por los

ndices de lectura.


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Con frecuencia, en este caso, el declive esexpresado en porcentaje:

P% = 100. tan

o bien:

P%o = 1000 . tan

AB = AC .sin

E

E

E


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PP% PP%o AB

[] [%] [%o] [mm]

E


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VERTEDEROS (weirs)Se llama vertedero a la estructura hidrulica sobre lacual se efecta una descarga a superficie libre. Elvertedero puede tener diversas formas segn lasfinalidades a las que se destine. Si la descarga seefecta sobre una placa con perfil de cualquierforma pero de arista aguda, el vertedero se llama depared delgada; cuando la descarga se realiza sobreuna superficie, el vertedero se denomina de pared

gruesa. Ambos tipos pueden utilizarse comodispositivos de aforo en el laboratorio o en canalesde pequeas dimensiones. El vertedero de paredgruesa se emplea adems como obra de control ode excedencias en una presa y como aforador en

grandes canales.


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Vertederos de pared delgadaLa utilizacin de vertederos de pared delgadaest limitada generalmente a laboratorios,

canales pequeos y corrientes que no llevenescombros y sedimentos. Los tipos ms comunesson el vertedero rectangular y el triangular.

La cara de aguas arriba debe ser instalada

verticalmente y el borde de la placa debe estarcuidadosamente conformado. La estructuradelgada est propensa a deteriorarse y con eltiempo la calibracin puede ser afectada por la

erosin de la cresta.


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Calculo del caudal con vertedor simple tipo Bazin

Introduccin:

La figura 4.3 representa el vertedor simple tipo

Bazin.En la misma estn representados los datos

constructivos del accesorio suministrado en

dotacin.


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Calculo del caudal con vertedor simple tipo Bazin


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Utilizando el vertedor de umbral simple tipo Bazin, esposible calcular el caudal

segn la frmula:

donde:Q = es el caudal medido utilizando el vertedor Bazin

u = es el coeficiente de flujo que vara en funcin de laforma asumida por la vena fluente (se sugiere utilizar los

valores 0.385 - 0.433 - 0.46 - 0.497 0.554)b = es el ancho del canal

h = es el desnivel entre el umbral y la superficie de lacorriente al inicio del empuje al desemboque

g = es la aceleracin de gravedad

hghbuQ **2***!


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Declive u h b Q

[%] [-] [m] [m] [m3/h]


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Sugerencias:

Se puede repetir el clculo y lacomparacin para condiciones diferentes,

obtenidas con diversas regulaciones de lavlvula de mariposa y de la compuerta deentrada.

Adems, es posible repetir las pruebascolocando el vertedor en posicionesdiversas del canal.


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Clculo del caudal con vertedor rectangular

Introduccin:

La figura 4.4 representa el vertedor rectangular.

En la misma estn representados los datosconstructivos del accesorio suministrado en

dotacin.


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Clculo del caudal con vertedor rectangular


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Utilizando el vertedor rectangular es posible calcular elcaudal segn la siguiente formula:

donde:

Q = es el caudal medido utilizando el vertedor rectangularP = es el coeficiente de flujo que varia en funcin de la formaasumida por la vena fluente (se sugiere utilizar losvalores 0.385 - 0.433 - 0.46 - 0.497 0.554)

b' = es el ancho del umbral

h = es el desnivel entre el umbral y la superficie de lacorriente al inicio del empuje al desemboque


hghbuQ **2*'**!


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RESULTADOS EXPERIMENTALES

Declive u h b' Q

[%] [-] [m] [m] [m3/h]


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Calculo del caudal con vertedor triangular

Introduccin:

La figura 4.5representa elvertedortriangular.La figura 4.5representa elvertedortriangular.

Enla misma estnrepresentadoslosdatosEnla misma estnrepresentadoslosdatos

constructivosdel accesoriosuministradoenconstructivosdel accesoriosuministradoen

dotacin.dotacin.


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Calculo del caudal con vertedor triangular


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Utilizando el vertedor triangular es posible calcular elcaudal segn la siguiente frmula:

Donde:Q = es el caudal medido utilizando el vertedor triangular

u = es el coeficiente de flujo que vara en funcin de laforma asumida por la vena fluente (se sugiere utilizar losvalores 0.385 - 0.433 - 0.46 - 0.497 0.554)

b = es el ancho del canalh = es el desnivel entre el vrtice del tringulo y lasuperficie de la corriente al

inicio del empuje al desemboque


2tan**2*

15

82

5 Fhgu!



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Declive u h B Q

[%] [-] [m] [0] [m3/h]

0 .46 60



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Vertedor de pared gruesa

Este tipo de vertederos es utilizado principalmentepara el control de niveles en los ros o canales, peropueden ser tambin calibrados y usados comoestructuras de medicin de caudal.

Son estructuras fuertes que no son daadas

fcilmente y pueden manejar grandes caudales.Algunos tipos de vertederos de borde ancho son:



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Clculo del caudal con vertedor de umbral ancho

Introduccin:

La figura 4.6 representa el vertedor de umbralancho.

En la misma estn representados los datosconstructivos del accesorio suministrado endotacin.



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Utilizando el vertedor de umbral ancho es posible calcularel caudal segn la siguiente frmula:

donde:

Q = es el caudal medido utilizando el vertedor de umbralancho

u = es el coeficiente de flujo que vara en funcin de la formaasumida por la vena fluente (se sugiere utilizar los valores0.385 - 0.433 - 0.46 - 0.497 0.554)

b = es el ancho del canalh = es el desnivel entre el vrtice del tringulo y la superficiede la corriente al

inicio del empuje al desemboque


hghbuQ **2***!



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RESULTADOS EXPERIMENTALES

Declive u h b Q

[%] [-] [m] [0] [m3/h]



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Compuerta vertical Verificacin del saltoIntroduccin

Una situacin tpica para la formacin del salto deagua es la que interviene despus de unacompuerta, la cual deje salir bajo batiente lacorriente.

La misma se manifiesta como una elevacin bruscade la superficie libre de la corriente a la cual

corresponde una rpida reduccin de la velocidad yuna transformacin de energa cintica en energapotencial.



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Compuerta vertical Verificacin del salto



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Hasta que la medida de la elevacin se mantienedentro de lmites modestos, del orden de laprofundidad de la corriente veloz en llegada(como representado en la figura), el salto se

realiza de forma gradual, a travs de pequeasondulaciones de amplitud decreciente.

La relacin entre las profundidades y de lascorrientes, respectivamente veloz y lenta, en el

caso de canales de seccin rectangular, es lasiguiente (Bresse):

! 11

*812

3

12

kaa



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ComoComo sese recordar,recordar, lala alturaaltura crticacrtica kk (la(la alturaalturacorrespondientecorrespondiente aa lala velocidadvelocidad crtica)crtica) estestvinculadavinculada alal caudalcaudal QQ porpor lala siguientesiguiente relacinrelacin::

Donde:

Q = es el caudal en m3/seg.


b = es el ancho del canal

Cuando la profundidad de la corriente lenta nosupera los 7/5 aproximadamente de k, el salto serealiza en la forma ondulada descrita.

32

2

*bgk !



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SugerenciasSe pueden obtener variaciones a la altura Sactuando sobre la compuerta insertada eintervenciones sobre la compuerta de descarga

permiten determinar nuevas condiciones detrabajo a paridad de caudal.

Tales modificaciones de la vena fluida provocarnla generacin de tipos de saltos diferentes, libres

o anegados.



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Compuerta vertical - Clculo del caudalIntroduccinConsideremoselcasodela compuerta vista enelejercicioanterior:el flujosedicelibrecuandoelcanal aguas abajoest

ocupadoenteramenteporcorrientevelozocomoenelcasoconsiderado,la corrientesevuelvelenta a travsdeunsaltosituado a una cierta distancia dela compuerta.

El flujo,porelcontrario,sera afectadoporaguas abajo,sielniveldelcanal fuesetanelevadodeprovocarunsalto anegado;es

decir,unsaltoen quela boca dela compuerta est, aguas abajoalmenosparcialmentesumergida.

Indicandocon la carga total antesdela compuerta,la velocidadde flujosereducira a unvalortantomspequeo



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Encasode quela abertura fuesecompletamenterebasada y enelcanal,ensupartems adelante,elagua sepudieseconsideraren quietud.

Enelcasode flujolibre y sielsaltono alcanza la

seccincontrada,sepuedeexpresarelcaudalcon:

donde:

Cu = representa un coeficiente (cuyo valor medio es 0.97)

que considera la prdida de carga hasta la seccin contrada.b = es el ancho del canal

a1= es la altura alcanzada por la corriente veloz

a3= es la carga antes de la compuerta

)(*2*** 131 aagabCu !



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RESULTADOSRESULTADOS EXPERIMENTALESEXPERIMENTALES

Sugerencias

Verificar el comportamiento tambin con fuertes inclinaciones del canal.Verificar el comportamiento tambin con fuertes inclinaciones del canal.

Declive Cu b a1 a2 Q

[%] [-] [m] [m] [m] [m3/h]



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Pilar de puente de seccin Cilndrica y rectangular

Introduccin

En la figura 4.13 se representa el accesorio Pilar de puente deEn la figura 4.13 se representa el accesorio Pilar de puente deseccin cilndrica y rectangular disponible en dotacin con el.seccin cilndrica y rectangular disponible en dotacin con el.canal.canal.


Fig 4 13 Pilar de puente


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CANAL DE PENDIENTE VARIABLE DE 15 m.Fig. 4.13 - Pilar de puente



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La finalidaddel accesorioconsisteenpermitirlavisualizacindelregolfo quese forma anteunobstculosumergidoenla corriente fluida deun

canal. Sepuedeevaluarcualitativamenteelefectodela diferenteseccin (redondeada ono)y delcaudal.

Enotraspalabras,sepuedesimularelcomportamientodelpilardeunpuenteenunroencondicionesnormalesocuandosepresentauna riada.



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Pilar de puente

Introduccin

En la figura 4.14 se representa el accesorio Pilar depuente en dotacin con el canal.


Fig. 4.14 - Pilar de puente


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INSTRUMENTOS Y COMPONENTES DEL CANAL


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DE PENDIENTE VARIABLE DE 15 m.

La finalidad del accesorio consiste en permitir lavisualizacin del regolfo que se forma encorrespondencia de un obstculo doble sumergidoen la corriente fluida de un canal. Se puede evaluar

cualitativamente el efecto de la seccin diferente(redondeada o no) y del caudal.

En otras palabras, se puede simular elcomportamiento de un par de pilares de un puenteen un ro, en condiciones normales o cuando sepresenta una riada.



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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESConclusiones

El canal de pendiente variable de 15 m. es un

dispositivo para transportar lquidos. El movimiento del

lquido se realiza por accin de la gravedad, gracias al

desnivel del fondo del canal. La presin en la superficie

libre del liquido es cero; es decir tan solo acta la

presin atmosfrica que sirve para confirmar los

conceptos tericos desarrollados en clase, con elcomportamiento real de los fenmenos fsicos; para

luego aplicar con confianza los conceptos tericos en el

estudio, diseo y construccin de sistemas hidrulicos.



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RecomendacionesCon los ensayos que se brindan se puede realizar

para las mediciones de los caudales para los

canales abiertos

En el canal de pendiente variable se puede estudiar

los fenmenos de hidrodinmica en canales

abiertos de agua continua.

Los vertederos de pared delgada como paredgruesa pueden utilizarse en canales u obras de

laboratorio o en canales pequeos que por lo

general no transportan sedimentos.



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Los vertederos de pared gruesa se emplean enforma generalizada en obras de control yexcedencias en presas y en grandes canales.

Los vertederos mas comunes de trabajos de

laboratorio y en pequea obras de riego y drenajeson los vertederos rectangulares y los triangulares.

Las secciones de canales pueden ser rectangulares,trapeciales, triangulares, parablicas, circulares,

compuestas y en general de cualquier formageomtrica.


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SIETE PASOS PARASIETE PASOS PARA


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SIETEPASOSPARASIETEPASOSPARA

ALCANZAR ELALCANZARELEXITOEXITO


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1er.PASO1er.PASO

1. LLEGA SIEMPRE TEMPRANO


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2do.PASO2do.PASO


2. TRABAJA DURO


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3er.PASO3er.PASO


2. TRABAJA DURO

3. NUNCA TE QUEJES


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4to.PASO4to.PASO


2. TRABAJA DURO

3. NUNCA TE QUEJES

4. DISPUESTO A AYUDAR


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5to.PASO5to.PASO


2. TRABAJA DURO

3. NUNCA TE QUEJES


5. PAGA EL PRECIO


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6to.PASO6to.PASO


2. TRABAJA DURO

3. NUNCA TE QUEJES


5. PAGA EL PRECIO

6. B. EXCELENCIA


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7mo.PASO7mo.PASO


2. TRABAJA DURO

3. NUNCA TE QUEJES


5. PAGA EL PRECIO

7. SE LEAL

6. B. EXCELENCIA


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I

I

I

IV

I

V

GRACIASGRACIAS


105/105

GRACIASGRACIAS

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