INTRODUCCINLos saltos hidrulicos ocurren cuando hay un conflicto
entre los controles que se encuentran aguas arriba y aguas abajo,
los cuales influyen en la misma extensin del canal. Este puede
producirse en cualquier canal, pero en la prctica los resaltos se
obligan a formarse en canales de fondo horizontal, ya que el
estudio de un resalto en un canal con pendiente es un problema
complejo y difcil de analizar tericamente.El salto hidrulico puede
tener lugar ya sea, sobre la superficie libre de un flujo homogneo
o en una interfase de densidad de un flujo estratificado y en
cualquiera de estos casos el salto hidrulico va acompaado por una
turbulencia importante y una disipacin de energa.Cuando en un canal
con flujo supercrtico se coloca un obstculo que obligue a disminuir
la velocidad del agua hasta un valor inferior a la velocidad crtica
se genera una onda estacionaria de altura infinita a la que se
denomina resalto hidrulico, la velocidad del agua se reduce de un
valor V1> C a V2< C, la profundidad del flujo aumenta de un
valor bajo Y1denominado inicial a un valor Y2alto denominado
secuente.Las fuerzas ejercidas por los fluidos en
movimientoconducen al diseo de bombas, turbinas, aviones,
cohetes,hlices, barcos, etc., por lo cual, la ecuacin fundamental
dela energa no es suficiente para resolver todos los problemasque
se presentan y por lo tanto se necesita el auxilio del principio de
la cantidad de movimiento.Ecuacin de momento para unvolumen de
control:
Esta ecuacin establece la suma de las fuerzas (de superficie y
msicas) que actan sobre un volumen de control no acelerado, es
igual a la relacin de cambio de momento dentro del volumen de
control, ms la relacin neta de flujo de momento que sale a travs de
lasuperficie de control. Considere la situacin en la que un chorro
de agua impacta contra una superficie slida plana, oblicua. El
chorro de agua, generado mediante una tobera de d = 10 mm de
dimetro interior, lleva una velocidad v, de manera que transporta
un caudal Q = v A,Donde A = d2 / 4 es el rea de la seccin
transversal del chorro.
Al impactar contra la superficie, el chorro abandona sta con una
velocidad vs convertido en una lmina de rea transversal As.En
condiciones estacionarias (Q = constante), y teniendo en cuenta que
los efectos viscosos son despreciables en el problema (Re = vd/
>> 1), donde y son la densidad y viscosidad del agua
respectivamente, la aplicacin de la ecuacin de Bernoullia lo largo
del chorro proporciona vs = v, de manera que la velocidad de salida
es igual a la velocidad del chorro. Por tanto, la conservacin de la
masa implica As = A. La ecuacin de la cantidad de movimiento
proporciona la fuerza total sobre la placa.JUSTIFICACINLos
experimentos que se pueden dar en los laboratorios de hidrulica son
de suma importancia ya que se pueden observar los diferentes
comportamientos de los fluidos con su medio interior y/o exterior;
para tal caso es importante observar como el agua golpea a un
objeto y poder comparar el resultado de la fuerza con que golpea el
agua, tanto terico como prctico para as tener nociones del
comportamiento del agua en las diferentes construcciones de obras
hidrulicas.
ALCANCES1. El presente estudio explorar el comportamiento del
agua en un canal, especialmente la fuerza con que golpea sta al
objeto que lo quiere retener
2. La investigacin abarca nicamente el aspecto
terico-prctico.Foto.1 Compuerta que regula la salida del agua.
Foto. 2. Compuerta que regula la entrada de agua al canal
Compuerta que regula la entrada de agua al canal.
Foto 3. Regreso del agua al cerrar la compuerta de la foto
1.
Foto 4. Esquema de la presin que ejerce el agua sobre la
compuerta y las diferentes alturas que se pueden tener en un
resalto hidrulico de un canal de ancho A. Hay que notar que el agua
forma una pequea parbola, pero para mayor observacin se ha trazado
una recta entre H2-H3
Foto 5. Dinammetro que ayudar a medir la fuerza del agua con la
que golpea a la compuerta de seccin rectangular.
Foto 6. Esquema de la presin que ejerce el agua sobre la
compuerta y las diferentes alturas que se pueden tener cuando el
agua es obstruida. Hay que notar que el agua tiene una forma de
parbola, pero para mayor observacin se ha trazado una recta entre
H1-H2
RECOMENDACIONES
Es sabido que todos los laboratorios de prctica tienen una gua
de prctica, entonces sera necesario tener una gua de prctica para
as tener las nociones de lo que se va a realizar y que apuntes se
van a tomar.
BIBLIOGRAFIA1. MANUAL PARA LABORATORIOS DE HIDRAULICA DE
INGENIERIA CIVIL JAVIER FERNANDEZ MARTINEZ,UNIVERSIDAD DE GRANADA,
1997, 190 pg.
2. PROBLEMAS DE HIDRAULICA II. LAZARO LOPEZ ANDRES,UNIVERSIDAD
DE ALICANTE. ediCIONES, 2007.
3. hidrulica de canales abiertos. ven te chow.
4. hidrulica de tuberia y canales. arturo rocha.
5. MANUAL DE INGENIERIA HIDRAULICA. ARMANDO COUTINHO DE
LENCASTRE,UNIVERSIDAD PUBLICA DE NAVARRA, 1998. 664 pgs.
Editorial:UNIVERSIDAD PUBLICA DE NAVARRA
6. mecanica de fluidos. irving shames.