UNIVERSIDAD DE LA COSTA (CUC) LABORATORIO DE HIDRAULICA RESALTO HIDRÁULICO INFORME DE RESALTO HIDRAULICO ASIGNATURA: LABORATORIO DE HIDRAULICA PRESENTADO POR: BRAYAN CUAVAS CRISTIAN HURTADO PRESENTADO A: ING. FEDERICO RRIZO UNIVERSIDAD DE LA COSTA (CUC) BARRANQUILLA-COLOMBIA 20/ABRIL/2015 Pero el paso inverso de régimen rápido al lento se produce de forma brusca. el teórico y el práctico. con una fuerte disipación de energía. Para la obtención de los calados conjugados y1 (rápido) e y2 (lento) en este proceso. “RESALTO OBJETIVOS Objetivo general HIDRAULICO” . que se manifiesta por un conjunto de remolinos. previos a la elevación del calado correspondiente al régimen lento. se aplica la ecuación de la conservación de la cantidad de movimiento Co este informe presentado vamos a descubrir qué clase de resalto hidráulico se presentó en la toma de medidas en la práctica y la longitud del resalto.UNIVERSIDAD DE LA COSTA (CUC) LABORATORIO DE HIDRAULICA RESALTO HIDRÁULICO INTRODUCCIÓN El presente informe consiste en visualizar los tipos de resalto hidráulico y la aplicación de lo aprendido en clase. Este efecto se conoce como resalto hidráulico. El objetivo de este trabajo es mostrar a través de pruebas experimentales como se puede medir el resalto hidráulico. Verificar la validez de las ecuaciones que describen el comportamiento del flujo aplicando los principios de energía Objetivos específicos Calcular la perdida de energía que genera el resalto hidráulico. Calcular el caudal del flujo. pasa de un tirante menor al crítico a uno mayor a éste. El resalto hidráulico es una sobreelevación de la superficie liquida. Analizar los diferentes resultados obtenidos en la práctica y en la teoría referente a las longitudes del resalto hidráulico y las profundidades de flujo. El resalto hidráulico ocurre cuando se pasa de un flujo rápido a uno tranquilo. Observar los diferentes tipos de resalto. Una representación esquemática de un resalto hidráulico podría ser: . el cual se presenta al pasar de una profundidad menor a mayor. a la cual se le llama profundidad crítica o energía mínima. Resalto Hidráulico Un fenómeno local sucede cuando la profundidad de flujo cambia de forma abrupta. presentándose en el flujo cambios localizados y entonces se presentan dos tipos de fenómenos locales. es decir. MARCO TEÓRICO.UNIVERSIDAD DE LA COSTA (CUC) LABORATORIO DE HIDRAULICA RESALTO HIDRÁULICO Comprender experimentalmente la identificación de las características del resalto hidráulico y clasificarlo. 2. Estudiar el comportamiento de un resalte hidráulico. En los casos de resaltos permanente y fuerte. En la práctica se recomienda mantener el resalto hidráulico en la condición de resalto permanente o estable. las condiciones hidráulicas aguas abajo son muy exigentes y difíciles de cumplir en la práctica de la ingeniería. Tipos de resalto hidráulico El Bureau of Reclamation de los Estados Unidos investigó diferentes tipos de resalto hidráulico en canales horizontales.7) para despejar la cabeza de velocidad se tiene: Longitud del resalto hidráulico . aguas debajo de compuertas y en los alrededores de obstáculos sumergidos. Entonces para un canal rectangular el resalto hidráulico se formará en el canal si el número de Froude F1 del flujo.UNIVERSIDAD DE LA COSTA (CUC) LABORATORIO DE HIDRAULICA RESALTO HIDRÁULICO Basados en el principio de cantidad de movimiento y energía aplicados a una sección de una canal cualquiera. Utilizando la expresión (XI. el subíndice 1 indica las características hidráulicas del régimen de flujo supercrítico asociados al tirante conjugado menor y el sub índice 2 a las características hidráulicas de régimen de flujo subcrítico asociadas al tirante conjugado mayor. Figura XI. la profundidad de flujo y1 y la profundidad y2 aguas abajo satisfacen la ecuación: 2 y2 y1 1+8 f 1 −1 √¿ = 1 ¿ 2 y2 y1 1+8 f 22 −1 √¿ = 1 ¿ 2 Este fenómeno se presenta muy frecuentemente en la base de embalses. si bien la disipación que se logra no alcanza los mejores niveles. cuya base de clasificación es el número de Froude en la sección de aguas arriba. CONSIDERACIONES DE DISEÑO Para el diseño de resaltos hidráulicos se consideran los siguientes aspectos.3. Pérdida de energía Se define como la diferencia de energías específicas antes y después del resalto. por cuanto se trata de un resalto bien formado y accesible en las condiciones de flujo reales. UNIVERSIDAD DE LA COSTA (CUC) LABORATORIO DE HIDRAULICA RESALTO HIDRÁULICO Un parámetro importante en el diseño de obras hidráulicas es la longitud del resalto. realizadas en 6 canales de laboratorio.4 Silverster (1964) propone una ecuación empírica para el cálculo de la longitud del resalto en canales rectangulares y lechos horizontales relacionada a continuación: . se presentan en la Figura XI. en donde se relaciona L/Y2 vs FR1. Los resultados de pruebas experimentales. por el Bureau of Reclamation. que definirá la necesidad de incorporar obras complementarias para reducir esta longitud y/o aplicar medidas de protección de la superficie para incrementar su resistencia a los esfuerzos cortantes. La relación entre las energías especificas antes y después del resalto se define como la eficiencia del resalto hidráulico y puede calcularse de la siguiente manera: 3 8 f 12+1 ¿ 2 −4 f 21+ 1 ¿ ¿ E2 =¿ E1 La anterior ecuación indica que la eficiencia de un resalto es función adimensional. se denomina Altura del Resalto y puede calcularse como hj= y2 – y1.UNIVERSIDAD DE LA COSTA (CUC) LABORATORIO DE HIDRAULICA RESALTO HIDRÁULICO La pérdida de energía en un resalto hidráulico puede hallarse por la diferencia de las energías específicas antes y después de dicho resalto. E= y+ y 1+ v2 2g v 2❑ v 22 1 = y2 + 2g 2 g +hp Pudiéndose representar de la siguiente manera: y 2−¿ y ¿ 3 1 4 y1 y2 ¿ ∆ E=E 1−E 2=¿ La relación ΔE/E1 se conoce como pérdida relativa. La diferencia entre las profundidades antes y después del resalto hidráulico. que depende solo del número de Froude del flujo de aproximación. Al expresar cada . pero ha sido investigada experimentalmente por muchos autores. y2 y longitud del resalto. se tienen entonces que hf y2 y1 = − E 1 E1 E1 Donde hj/E1 es la altura relativa. En teoría. la longitud del resalto podría calcularse para canales de sección rectangular como: PROCEDIMIENTO Asegúrese que el canal se encuentra en posición horizontal. a partir del tirante inicial o conjugado menor (cara frontal del resalto). Abra la válvula de variación de caudal y varíe la abertura(s) de la(s) compuerta(s) estableciendo las condiciones para la formación del resalto. esta longitud no puede determinarse con facilidad. es la siguiente imagen para calcular dicha longitud. y1/E1 es la profundidad inicial relativa y y2/E1 es la profundidad secuente relativa. puede rellenarlos con plastilina. Fije firmemente la compuerta aproximadamente en la parte media del canal.UNIVERSIDAD DE LA COSTA (CUC) LABORATORIO DE HIDRAULICA RESALTO HIDRÁULICO termino como la relación con respecto a la energía especifica inicial. CALCULOS Y GRAFICA . Mida y registre su ancho (B). El nivel de referencia (datum) para la medición de las profundidades de flujo será el fondo del canal. La longitud del resalto hidráulico es la distancia medida en su proyección horizontal. y1. Asegúrese que no existan espacios entre la compuerta y las paredes del canal. Un ejemplo claro de lo anterior. en caso tal. hasta un punto en la superficie inmediatamente aguas abajo del remolino o al tirante subsecuente o conjugado mayor. instalando el borde filoso de ella mirando hacia el lado aguas arriba del flujo. Registre yg (abertura de la compuerta). Si es necesario en la parte final del canal fije otra compuerta o un vertedero que permita tener régimen subcrítico. e) Grafique Fr1 vs �2/�1. h) Grafique Fr1 vs Δ�/�1 i) Analice los resultados obtenidos para cada procedimiento. CUESTIONARIO. BIBLIOGRAFÍA . Compare el resultado con esa misma gráfica presentada en esta guía. Calcule la pendiente e intercepto de la línea resultante.UNIVERSIDAD DE LA COSTA (CUC) LABORATORIO DE HIDRAULICA RESALTO HIDRÁULICO Calcule Fr1 y Fr2 Calcule hp Calcule Δ� Calcule (y2/y1) experimental e (y2/y1) teórico Calcule longitud del resalto. L 5. a) ¿Cuáles son las fuentes de error de la práctica desarrollada? b) ¿Los valores calculados de Fr1 y Fr2 están acordes a lo esperado? c) Investigue cómo se calcula la longitud del resalto L para el caso del canal en laboratorio y determine un valor para dicho calculo. f) Grafique hp vs ΔE g) Grafique �/�2 vs Fr1. d) Grafique �2/�1 experimental vs �2/�1 teórico. arnet. Hidráulica de Canales Abiertos.com. Mc Graw Hill. CHOW V. 1999. T.htm .UNIVERSIDAD DE LA COSTA (CUC) LABORATORIO DE HIDRAULICA RESALTO HIDRÁULICO STREETER V.ar/marman/Proyecto_Final. Mc Graw Hill. http://usuraios. Mecánica de Fluidos. 9a Ed. 1994.