Trabajo de Mecanica de Fluidos II

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICAFACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERAESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA AMBIENTAL YSANITARIAINDICEINTRODUCCION.............................................................................................. 31. OBJETIVO................................................................................................. 42. MEMORIA DESCRIPTIVA............................................................................ 4UBICACIN GEOGRFICA:............................................................................ 43. MARCOTERICO..................................................................................... 44. TIPOS DE FLUJOS..................................................................................... 65. CONSIDERACIONES DE DISEO DE CANAL TRAPEZOIDAL.......................96. DISEO DEL CANAL CON UN FLUJO CRITICO:........................................167. ENERIA ESPECIFICA ! CAUDAL MA"IMO:.............................................18#. CONCLUSIONES..................................................................................... 20BIBLIORAFIA.............................................................................................. 21ANE"OS........................................................................................................ 22MECANICA DE FLUIDOS II 1UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICAFACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERAESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA AMBIENTAL YSANITARIAINDICE DE TABLASTABLA 1: T$%&' () *+,-&' () ./,)0(& .+ 123)0& () R)41&+('........................7TABLA 2: N,3)0& *0&,()() ./,)0(& .+ *+,-&...........................................8TABLA 3: V)+&/$(.()' 356$3.' 0)/&3)1(.(.' )1 *,1/$71 () +.' /.0./8)09'8$/.' () +&' ',)+&'................................................................................11TABLA 4: P)1($)18) .(3$'$:+) )1 *,1/$71 ()+ 8$%& () ',)+&'......................11TABLA 5: 8.+,()' 0)/&3)1(.(&' )1 *,1/$71 ()+ 3.8)0$.+...........................12TABLA 6: A1/;& () '&+)0. )1 *,1/$71 .+ /.,(.+......................................13TABLA 7: B&0(& +$:0) )1 0)+./$71 .+ /.,(.+............................................14TABLA #: E1 0)+./$71 /&1 )+ .1/;& () '&+)0...........................................14TABLA FICA:REGIN: 3UANCA;ELICA DE2AR?@:? F+,-&R5%$(.3)18)V.0$.(&:El fl!:oesr.pi"$mente*$ri$"osi l$prof!n"i"$" "el $'!$ c$m%i$ "e m$ner$ $%r!pt$ en "ist$nci$scomp$rti"$mente cort$s+ 4.5. F+,-& +.3$1.0:Si l$sf!er4$s*iscos$ssonm!,f!ertesenrel$ci&nconl$sf!er4$sinerci$les( "e t$l m$ner$ !e l$ *iscosi"$" :!e'$ !n p$pel import$nte en"etermin$r el comport$miento "el fl!:o+ En el fl!:o l$min$r( l$s p$rt)c!l$s"e $'!$ se m!e*en en tr$,ectori$s s!$*es "efini"$s o l)ne$s "ecorriente( , l$ c$p$ "e fl!i"o con espesor infinitesim$l p$recen "esli4$reso%re c$p$s $",$centes+ >[email protected]. F+,-& 8,0:,+)18&:Si l$s f!er4$s *iscos$s son "=%iles en rel$ci&n con l$s f!er4$s inerci$les+Enfl!:ot!r%!lento( l$sp$rt)c!l$s"el $'!$em!e*enentr$,ectori$sirre'!l$res( !enosons!$*esni fi:$s( pero!eencon:!ntoto"$*)$represent$n el mo*imiento -$ci$ "el$nte "e l$ corriente enter$+ >[email protected]. F+,-& 80.1'$/$&1.+:MECANICA DE FLUIDOS II 6UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICAFACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERAESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA AMBIENTAL YSANITARIAOc!rreentrelosest$"o"efl!:ol$min$r,t!r%!lento.El efecto"el$*iscosi"$" en rel$ci&n conl$inerci$ p!e"erepresent$rse me"i$nteelnmero de Reynolds( "efini"o por:TABLA 1: T$%&' () *+,-&' () ./,)0(& .+ 123)0& () R)41&+('.4.#. F+,-& ',%)0/098$/&:En este est$"o el p$pel :!'$"o por l$s f!er4$s inerci$les es m.spron!nci$"o present$ !n$ *eloci"$" "e fl!:o m!, $lt$( !n$ prof!n"i"$""e fl!:o %$:$ , se 'ener$ en con"iciones "epen"iente $lt$+ 4.?@En el c$so "e !e el c$n$l sir*$ p$r$ e*$c!$r e0ce"entes "e l$s $'!$spl!*i$les( el c$!"$l "e "ise#o se c$lc!l$ tom$n"o en c!ent$ l$sconsi"er$ciones -i"rol&'ic$s+ >?@Enc!$l!ier$"elos"osc$sos( por lo'ener$l( lo!ese%!sc$esencontr$r l$s "imensiones "el c$n$l( p$r$ con"!cir el c$!"$l"etermin$"o "e $c!er"o con l$s necesi"$"es "e !so "el pro,ecto( se$p$r$ rie'o( "ren$:e( -i"roel=ctrico( o !so po%l$cion$l+ >[email protected]. VELOCIDAD MEDIA DE LOS CAUDALESL$*eloci"$"me"i$se p!e"e"etermin$rporme"io"el$ f&rm!l$"eM$nnin'+v=1n R2/ 3 S1/ 2L$*eloci"$" en losc$n$les*$r)$"e!n .m%ito c!,os l)mites son: l$*eloci"$" m)nim$ >!e no pro"!4c$ "ep&sito "e soli"os "e m$teri$less&li"os en s!spensi&n@( , l$ m.0im$ >!e no pro"!4c$ erosi&n en l$sp$re"es,el fon"o"el c$n$l@+ L$s*eloci"$"ess!perioresm.0im$spermisi%les( mo"ific$n l$s r$s$ntes , cre$n "ific!lt$"es en elf!ncion$miento en l$s estr!ct!r$s "el c$n$l+ Al in*ers$( l$sse"iment$ci&n "e%i"$ $ *eloci"$"es m!, %$:$s( pro*oc$ pro%lem$s porem%$nc$miento , l$ "ismin!ci&n "e l$ c$p$ci"$" "e l$ con"!cci&n ,MECANICA DE FLUIDOS II 10UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICAFACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERAESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA AMBIENTAL YSANITARIAori'in$m$,ores'$stos"econser*$ci&n+ Se-$nencontr$"om!c-osres!lt$"ose0periment$"osso%reestosl)mites( p$r$c$n$les$lo:$"osen tierr$ 'ener$lmente se -$,$n compren"i"os entre 6(8 , 6(E m+TABLA 3: V)+&/$(.()' 356$3.' 0)/&3)1(.(.' )1 *,1/$71 () +.'/.0./8)09'8$/.' () +&' ',)+&'C.0./8)09'8$/.' ()+ S,)+& V)+&/$(.()' M56$3&C.1.+)' )1 8$)00. *0.1/..C.1.+)' )1 8$)00. .0/$++&'..C.1.+)' R)=)'8$(.' /&1 %$)(0. 4 3)@/+.'$3%+)C.1.+)' /&1 3.3%&'8)09. () %$)(0.' 4/&1/0)8&C.1.+)' R)=)'8$(.' /&1 /&1/0)8&.C.1.+)' )1 0&/.:[email protected])1$'/.' C&1'&+$(.(.'.R&/. D,0.I A0.1$8&I )8/.6+F6+E6?+665+668(66?+59?+968 $ 9P)1($)18) A(3$'$:+) )1 C.1.+)' () T$)00. JS?L$ pen"iente 'ener$l( "e%e ser l$ m.0im$ !e p!e"$ "omin$rl$ m$,ors!perficie posi%le "e tierr$ $ l$ *e4( "= *$lores p$r$ l$ *eloci"$" !e noc$!sen l$ erosi&n "el m$teri$l en el !e est. $lo:$"o el c$n$l( nif$*ore4c$ el "ep&sito "e $4ol*e+L$ pen"iente m.0im$ $"misi%le p$r$ c$n$les "e tierr$ *$r)$n se'1n l$te0t!r$/ en l$ t$%l$ 5+5 se m!estr$n l$s pen"ientes m.0im$srecomen"$"$s en f!nci&n "el tipo "el s!elo+TABLA 4: P)1($)18) .(3$'$:+) )1 *,1/$71 ()+ 8$%& () ',)+&'T$%& () ',)+&P)1($)18)JS?JK?S,)+&' ',)+8&'6+9D?+6MECANICA DE FLUIDOS II 11UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICAFACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERAESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA AMBIENTAL YSANITARIAS,)+&' *0.1/&' S,)+&' .0/$++&'&'?+9D5+98+6DG+9T.+,( JZ?Lost$l!"esse"efinencomol$rel$ci&n"epro,ecci&n-ori4ont$l $ l$*ertic$l "e l$ inclin$ci&n "e l$s p$re"es l$ter$les+L$ inclin$ci&n "e l$s p$re"es l$ter$les "epen"e en c$"$ c$so p$rtic!l$r"e *$rios f$ctores( pero m!, p$rtic!l$rmente "e l$ cl$se "e terreno en"on"e est.n $lo:$"os+Mientr$s m.s inest$%les se$ l$ m$"er$( menor ser. el .n'!lo "einclin$ci&n "e los t$l!"es+ TABLA 5: 8.+,()' 0)/&3)1(.(&' )1 *,1/$71 ()+ 3.8)0$.+C.0./8)09'8$/.' () +&' ',)+&' C.1.+)' %&/&%0&*,1(&'C.1.+)'%0&*,1(&'R&.' /&1 :,)1.' /&1($/$&1)'A0/$++.' /&3%./8.(.' & /&1A+&3)0.(&'L$3&' .0/$++&'&'L$3&'&L .0)1&'&'A0)1.' ',)+8.';ertic$l6+9:??:??+9:?5:?6+59:??:??+9:?5:?8:?C&)*$/$)18) () 0,A&'$(.(J1?En form$ pr.ctic$( los *$lores "elcoeficiente "e r!'osi"$" !e se !s$p$r$ el"ise#o "e c$n$les $lo:$"os en tierr$ est.n compren"i"os entre6+659 , 6+686( , p$r$ c$m$les re*esti"os "e concreto se !s$n *$lorescompren"i"os entre 6+6?8 , 6+6?9 A1/;& () '&+)0. J:?Res!lt$m!,1til p$r$c.lc!losposterioresfi:$r"e$ntem$no!n*$lorp$r$ el $nc-o "e soler$( pl$ntill$ o %$se( con lo c!$l se p!e"en m$ne:$rcon f$cili"$" l$s f&rm!l$s p$r$ c$lc!l$r el tir$nte+MECANICA DE FLUIDOS II 12UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICAFACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERAESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA AMBIENTAL YSANITARIATABLA 6: A1/;& () '&+)0. )1 *,1/$71 .+ /.,(.+CAUDAL J33M'? ANCBO DE SOLERA J3?M)1&0 () C.1CC 6+86E180) C.1CC 4 C.2CC 6+96E180) C.2CC 4 C.4CC 6+H9M.4&0 () C.4CC ?T$0.18) J4?Es l$ "ist$nci$ *ertic$l "el p!nto m.s %$:o "e l$ secci&n "el c$n$l $ l$s!perficie li%re+>0). ;$(05,+$/. JA?Se o%tiene !s$n"o l$ rel$ci&n 'eom=tric$:A=( b+zy) yB&0() +$:0) JB.L.?Enl$"etermin$ci&n"el$secci&ntr$ns*ers$l "elosc$n$les( res!lt$siempre neces$rio "e:$r cierto "esni*el entre l$ s!perficie li%re "el $'!$p$r$el tir$ntenorm$l , l$coron$"elos %or"escomom$r'en"ese'!ri"$"( $fin"eo%ser*$r losni*elese0tr$or"in$rios!ep!e"$npresent$rse por encim$ "el c$!"$l "e "ise#o "el c$n$l+B. L.=HyUn$ pr.ctic$ corriente p$r$ c$n$les en tierr$( es "e:$r !n %or"e li%re ores'!$r"$"o i'!$l $ !n tercio "el tir$nte( es "ecir:B. L.= y3MECANICA DE FLUIDOS II 13UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICAFACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERAESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA AMBIENTAL YSANITARIAMientr$s !e p$r$ c$n$les re*esti"os( el %or"e li%re p!e"e ser l$ !int$p$rte "el tir$nte( es "ecir:B. L.= y5E0isten t$m%i=n otros criterios pr.cticos p$r$ "esi'n$r el *$lor "el %or"eli%re+ En rel$ci&n con el c$!"$l se tiene+TABLA 7: B&0(& +$:0) )1 0)+./$71 .+ /.,(.+C.,(.+ H J33M'? B&0(& +$:0) J3?M)1&0)' N,) C.5 6+8M.4&0)' N,) C.5 6+GTABLA #: E1 0)+./$71 /&1 )+ .1/;& () '&+)0..A1/;& () '&+)0. J3? B&0(& +$:0) )1 J3?B.'8. C.# 6+GD) C.# . 1.5 6+9D) 1.5 . 36+FD) 3.C . 2C.C ?P0&*,1($(.( 8&8.+ JB?L$ prof!n"i"$" "elc$n$l( se enc!entr$ !n$ *e4 conoci"o eltir$nte "e$'!$ , el %or"o li%re( es "ecir:H=y+B. L.En form$ pr.ctic$( p$r$ s! constr!cci&n est$ prof!n"i"$" tot$l se s!elere"on"e$r( $s!mien"o s! *$ri$ci&n el *$lor "el %or"o li%re+A1/;& () /&0&1. JC?El $nc-o "e coron$ "e los %or"os "e los c$n$les en s! p$rte s!perior("epen"eesenci$lmente"el ser*icio!eestos-$%r.n"eprest$r+ Enc$n$les'r$n"esse-$ces!ficientemente$nc-o( F+9mcomom)nimo(MECANICA DE FLUIDOS II 14UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICAFACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERAESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA AMBIENTAL YSANITARIAp$r$ permitir el tr.nsito "e *e-)c!lo , e!ipos "e conser*$ci&n $ fin "ef$cilit$r los tr$%$:os "e inspecci&n , "istri%!ci&n "e $'!$+En c$n$les m.s pe!e#os( el $nc-o s!perior "e l$ coron$ p!e"e"ise#$rse $pro0im$"$mentei'!$l $l tir$nte "e c$n$l+ En f!nci&n$lc$!"$l se p!e"e consi"er$r !n $nc-o "e coron$ "e 6+Fm p$r$ c$!"$lesmenores "e 6+9 m87s , ?m p$r$ c$!"$les m$,ores+ >5@TABLA