EP DE INGENIERIA CIVILCURSO: HIDRÁULICA 2018-I TEMA ENCARGADO N°: 1 INTRODUCCION AL EQUIPÓ DE CANAL DE PENDIENTE VARIABLE–APLICACIONE DOCENTE : ECLER MAMANI CHAMBI PRESENTADO POR : NINA AQUINO STHALIN WILBER FECHA : 28 – 03 - 18 CICLO : VI INDICE Objetivos Marco teórico o Revisión de Literatura Descripción y Composición del Canal Abierto de Pendiente Variable Instrumentos y Componentes del Canal de Pendiente Variable Sistema Automática Adquisición Datos Para H91.8D Resultados Conclusiones Recomendaciones Bibliografía Anexos PRESENTACION En el presente informe se detalla las funcionalidades del canal H89D, el cual sirve para simular y ensayar Conducciones naturales y artificiales en las que el agua circula debido a la acción de la gravedad, sin presión, es decir en contacto continuo con la atmósfera. No se produce gasto energético. Desplazamiento del agua en los canales Debido a las mismas fuerzasque aparecen en la mecánica clásica INTRODUCCION El conocimiento empírico del funcionamiento de los canales se remonta a varios milenios. En la antigua Mesopotamia se usaban canales de riego, en la Roma Imperial se abastecían de agua a través de canales construidos sobre inmensos acueductos, y los habitantes del antiguo Perú construyeron en algunos lugares de los Andes canales que aun funcionan. El estudio sistemático de los canales se remonta al siglo XVIII, con Chezy, Bazin y otros. Es por ello que este se llego a calcular los ensayos en escalas mínimas con el canal de pendiente variable y el que a continuación nos centraremos en describir las partes y funcionalidades de este magnífico equipo. OBJETIVOS Conocer la composición y el funcionamiento del EQUIPÓ SAD/H91D- CANAL DE PENDIENTE VARIABLE Determinar y entender cómo actúa: un canal, un rio, riachuelo, etc. y como en el laboratorio y en el campo. 1. MARCO TEORICO El canal de pendiente hidráulica es un equipo de laboratorio que nos permite desarrollar prácticas de laboratorio referidas a cálculos con hidrometría. También para realizar prácticas de laboratorio pudiendo hallar el caudal, ya teniendo el diámetro y una velocidad y un área respectiva. El canal de pendiente variable nos permite ver de una forma más detenida el comportamiento o movimiento en un rio, riachuelo, represa y etc. es un ejemplo claro de esto. 1.2: Descripción y Composición del Canal Abierto de Pendiente Variable El canal de pendiente variable en nuestro laboratorio es H91.8D que tiene una longitud de 15m. Sus paredes laterales del canal son de vidrio para mayor visibilidad pero su fondo es de chapa de acero inoxidable. Su 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 paredes del canal está instalado un carril guía de sección cilíndrica, sobre el cual corre una carretilla con los accesorios e instrumentos necesarios para las prácticas. Las dimensiones del canal y los modelos han sido elegidos cuidadosamente para permitir un profundizado estudio de los fenómenos hidrodinámicos. Una bomba de recirculación conectada con dos tanques de recolección asegura el flujo de agua. Una serie de instrumentos de medida completa la unidad de estudio. Todas las partes metálicas están fabricadas con metales inoxidables. El tanque de recogida del agua está construido en acero inoxidable reforzado. El tanque recoge el agua necesaria para inundar la sección de prueba del canal mismo. Para la generación de la corriente hidráulica en la sección de prueba del canal, en proximidad del tanque de recogida está colocada una electrobomba centrífuga con válvula de parcialización de la aspiración. En el canal de prueba se generan los fenómenos hidrodinámicos típicos de un canal inclinado; añadiendo los modelos opcionales propuestos se pueden ampliar las experiencias. Donde termina la sección de prueba ha sido prevista una compuerta accionable manualmente, 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. La entera estructura del canal formada por la sección de prueba, viga de soporte y tanque de descarga tiene la posibilidad de ser inclinada de hasta 3º , con un mecanismo de manivelas accionado por un manorreductor que permite variar en continuo dicha inclinación. 1.2: Instrumentos y Componentes del Canal de Pendiente Variable Tubo de Pitot: Medición de la velocidad y del caudal Cálculo del declive del canal El declive en un canal es necesario para superar las resistencias de fricción debidas a las paredes. Objeto del ejercicio es el de adquirir familiaridad con respecto a las diversas definiciones que, en la práctica, se usa dar al declive y a las modalidades de paso de una definición a otra. A menudo, en efectos, se habla de canales con un declive de x grados; asimismo con frecuencia se hace referencia a declives del y por ciento o del z por mil. Canal en posición horizontal (a) - contra pendiente (b) - inclinación máxima (c) En la misma el segmento AC representa la longitud del canal; más precisamente, en nuestro caso, la distancia entre los índices de lectura y el centro de rotación del canal. El segmento AB es la altura medida por los índices de lectura. El declive es expresado en porcentaje: P% = 100. Tan O bien: P%o = 1000 . tan AB = AC .sin VERTEDEROS (weirs) Se llama vertedero a la estructura hidráulica sobre la cual se efectúa una descarga a superficie libre. El vertedero puede tener diversas formas según las finalidades a las que se destine. Vertederos de pared delgada La utilización de vertederos de pared delgada está limitada generalmente a laboratorios, canales pequeños y corrientes que no lleven escombros y sedimentos. Los tipos más comunes son el vertedero rectangular y el triangular. Utilizando el vertedor de umbral simple tipo Bazin, es posible calcular el caudal Cálculo del caudal con vertedor simple tipo Bazin Según la fórmula: Q u *b * h * 2 * g * h Donde: Q = es el caudal medido utilizando el vertedor Bazin u = es el coeficiente de flujo que varía en función de la forma 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 la corriente al inicio del empuje al desemboque g = es la aceleración de gravedad Cálculo del caudal con vertedor rectangular Utilizando el vertedor rectangular es posible calcular el caudal según la siguiente formula: Q u * b'*h * 2 * g * h Donde: Q = es el caudal medido utilizando el vertedor rectangular P = es el coeficiente de flujo que varía en función de la forma 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 umbral h = es el desnivel entre el umbral y la superficie de la corriente al inicio del empuje al desemboque g = es la aceleración de gravedad Calculo del caudal con vertedor triangular Utilizando el vertedor triangular es posible calcular el caudal según la siguiente fórmula: Donde: 8 5 Q * u 2 * g * h 2 tan 15 2 Q = es el caudal medido utilizando el vertedor triangular u = es el coeficiente de flujo que varía en función de la forma 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 vértice del triángulo y la superficie de la corriente al Inicio del empuje al desemboque g = es la aceleración de gravedad Vertedor de pared gruesa Este tipo de vertederos es utilizado principalmente para el control de niveles en los ríos o canales, pero pueden ser también calibrados y usados como estructuras de medición de caudal. Cálculo del caudal con vertedor de umbral ancho Utilizando el vertedor de umbral ancho es posible calcular el caudal según la siguiente fórmula: Q u *b * h * 2 * g * h Donde: Q = es el caudal medido utilizando el vertedor de umbral ancho u = es el coeficiente de flujo que varía en función de la forma 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 vértice del triángulo y la superficie de la corriente al inicio del empuje al desemboque g = es la aceleración de gravedad Compuerta vertical – Verificación del salto Una situación típica para la formación del salto de agua es la que interviene después de una compuerta, la cual deje salir bajo batiente la corriente La relación entre las profundidades y de las corrientes, respectivamente veloz y lenta, en el caso de canales de sección rectangular, es la siguiente (Bresse): a1 3 k a2 1 8 * 1 2 1 Como se recordará, la altura crítica k (la altura correspondiente a la velocidad crítica) está vinculada al caudal Q por la siguiente relación: Q2 k 3 g *b 2 Donde: Q = es el caudal en m3/seg. g = es la aceleración de gravedad b = es el ancho del canal Cuando la profundidad de la corriente lenta no supera los 7/5 aproximadamente de k, el salto se realiza en la forma ondulada descrita. RESULTADOS Se llegó a comprender y conocer todas las partes y sus funcionalidades del equipo Del CNAL DE PENDIENTE VARIALE H89D. Conclusiones El canal de pendiente variable de 15 m. Es un dispositivo para transportar líquidos. El movimiento del líquido se realiza por acción de la gravedad, gracias al desnivel del fondo del canal. La presión en la superficie libre del líquido es cero; es decir tan solo actúa la presión atmosférica que sirve para confirmar los conceptos teóricos desarrollados en clase, con el comportamiento real de los fenómenos físicos; para luego aplicar con confianza los conceptos teóricos en el estudio, diseño y construcción de sistemas hidráulicos. Recomendaciones Con 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 fenómenos de hidrodinámica en canales abiertos de agua continua. Los vertederos de pared delgada como pared gruesa pueden utilizarse en canales u obras de laboratorio o en canales pequeños que por lo general no transportan sedimento Descubrir y adaptar diversos ensayos de hidráulica BIBLIOGRAFIA: Manual de canal abierto de pendiente variable H89-8D Guía de laboratorio de hidráulica Rocha F. Arturo (2007) Hidráulica de Tuberías y Canales, primera edición, UNI-FIC. Sotelo Gilberto (1974), Hidráulica General, Edit. Limusa S.A. México Streeter Víctor (2000), Mecánica de Fluidos, Mc Graw-Gil Ven Te Chow (1959) Open-Channel Hidraulics. Mac Graw-Hill. Villon Bejar Máximo (2002) Manual práctico para el diseño de canales, segunda edición, editorial Villon https://es.scribd.com/doc/101671922/Introduccion-a-Canales http://didacta.it/allegati/main_catalogs/CE_H91_8D_S.PDF ANEXOS