Date post: | 06-Mar-2016 |
Category: |
Documents |
Upload: | geomaticconsultora |
View: | 218 times |
Download: | 0 times |
of 32
CALCULOS:
Flujo Gradualmente Variado:
1.- Determinar el valor del tirante critico Y mediante (21), asi tambien la pendiente critica, empleando la ecuacion de Manning.
Q = 923 (cm/s)g = 977.5 (cm/s)b = 7.3 (cm)n = 0.0013
2.- Obtener el valor del caudal promediando los tiempos y utilizando el valor del volumen de 12.49 (lt.)
V = 12.49 Lt. = 12490 (cm)
n L Y1 Y2 t1(s) t2(s)1 28.1 0.9 2.2 13.6 13.72 10.3 1 2.1 17.2 17.833 17.3 0.9 3.9 11.74 11.264 17.2 1.2 3.3 12.1 12.25
3.- Validar la forma del perfil M1, o S1 verificar que condiciones se cumple para poder clasificarlas de una manera correcta:
So < ScYn > Yc
Para Yn:
n
YnbSYnb
Ynb
Q)*(**
*2* 2/1
3/2
nASRQ **
2/13/2
3/222
22
*2***
*
YcbYcbYcb
nQSc
3/1
2
2
*
bgQYc
nASRQ **
2/13/2
Yn = 2,378 Yn = 2,378
So = 0.037
4.- Graficar los valores de X-Y, obtenidos experiemntalmente a una escala adecuada.
X(cm) Y(cm)0 3.6
20 3.440 3.260 3.180 3
100 2.9120 2.7140 2.4160 0.9180 0.9
X(cm) Y(cm)0 2.8
20 2.840 2.660 2.480 2.3
100 2.2120 1.8140 1160 1180 1
X(cm) Y(cm)0 5.1
20 4.940 4.960 4.880 4.8
100 4.7120 4.7140 4.6160 4.4180 4.4
X(cm) Y(cm)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000
0.51
1.52
2.53
3.54
Column BLinear (Column B)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Column BLinear (Column B)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2004
4.2
4.4
4.6
4.8
5
5.2
Column BLinear (Column B)
0 5.220 540 4.960 4.780 4.6
100 4.5120 4.3140 4.1160 4180 3.9
5.- Utilizando el metodo directo por tramos en base a (11) donde se utilizan valores de Y , calcular la curva de remanso, de tal manera de utilizar los valores medidos experimentalmente.
Q = 922.99 (cm/s)g = 977.5 (cm/s)b = 7.3 (cm)n = 0.001So = 0.037
Donde :
Y1 E1 Y2 E2 Sf13.6 4.231 8.80 8.906 0.000833.4 4.107 8.70 8.808 0.000953.2 3.999 8.60 8.711 0.001093.1 3.951 8.40 8.516 0.00118
3 3.909 8.20 8.322 0.001272.9 3.872 8.20 8.322 0.001382.7 3.822 7.90 8.031 0.001642.4 3.820 7.70 7.838 0.00217
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000
1
2
3
4
5
6
Column BLinear (Column B)
2
2
2
2
)*(**2**21
YbgQY
AgQYE
3/42
22
3/42
22
)*2*(*)*(
***
bYYbYb
nQRAnQS f
212 ff
f
SSS
0.9 10.995 7.40 7.549 0.024520.9 10.995 7.00 7.167 0.02452
7.- Obtener los errores relativos porcentuales entre los valores calculados y medidos experiemntalmente.
0 20 40 60 80 100125.12 250.75 376.44 498.08 615.53 733.78
3,334 1,098 1,145 0.858 0.208 2,8890.25 0.052 0.035 0.017 0.004 0.046
25 5.2 3.5 1.7 0.4 4.6
8.- Utilizando el metodo estandar por pasos en base a (20) calcular la curva de remanso , donde se utilizan valores X, estos deben coincidir con los medidos experiemntalmente.
x x Cota Y A v0 0 100 9.1 68.25 30,037
20 20 100.31 8.8 66 31,06140 20 100.68 8.7 65.25 31,41860 20 101.02 8.65 64,875 31,59980 20 101.36 8.65 64,875 31,599
100 20 101.7 8.85 64,875 31,599
Sf Sf prom hf0.000890.00096 0.00092 0.01850.00079 0.00097 0.0195
0.001 0.00099 0.01990.001 0.001 0.020.001 0.001 0.02
9.- Obtener los resultados porcentuales entre los valores calculados y medidos experimentalmente para el metodo estandar por pasos.
X Y1 Y2 Y E t0 9.1 9.1 0 0
20 8.8 8.7 0.0050 0.000640 8.7 8.1 0.0300 0.003460 8.65 7.9 0.0375 0.004380 8.65 7.4 0.0625 0.0072
)1(*
2
nn
yyY i
yyEt
100 8.85 6.9 0.0975 0.0110
1.- Determinar el valor del tirante critico Y mediante (21), asi tambien la pendiente critica, empleando la
N12
Yc = 2.538 34
Sc = 0.00320
2.- Obtener el valor del caudal promediando los tiempos y utilizando el valor del volumen de 12.49 (lt.)
N de tiempos = 5
t3(s) t4(s) t5(s) t prom.(s) Q (cm/s)13.7 13.28 13.38 13.532 922.99733963917.3 17.7 17.4 17.486 714.285714286
11.77 11.35 11.66 11.556 1080.8238144712.14 12.28 12.22 12.198 1023.93835055
So = 0.037
Q = 922.997339639 (cm/s)n
YnbSYnb
Ynb
Q)*(**
*2* 2/1
3/2
3/222
22
*2***
*
YcbYcbYcb
nQSc
nASRQ **
2/13/2
< Yc = 2.538
> Sc = 0.00320
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000
0.51
1.52
2.53
3.54
Column BLinear (Column B)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Column BLinear (Column B)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2004
4.2
4.4
4.6
4.8
5
5.2
Column BLinear (Column B)
5.- Utilizando el metodo directo por tramos en base a (11) donde se utilizan valores de Y , calcular la curva
Sf2 Sf x x0.00011 -0.0004 125.12 125.120.00011 -0.0004 125.63 250.750.00012 -0.0005 125.69 376.440.00012 -0.0005 121.64 498.080.00013 -0.0006 117.45 615.530.00013 -0.0006 118.25 733.780.00014 -0.0007 111.51 845.290.00015 -0.0010 105.71 951.01
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000
1
2
3
4
5
6
Column BLinear (Column B)
2
2
2
2
)*(**2**21
YbgQY
AgQYE
3/42
22
3/42
22
)*2*(*)*(
***
bYYbYb
nQRAnQS f
212 ff
f
SSS
0.00016 -0.0122 -70.07 880.940.00018 -0.0122 -77.86 803.08
7.- Obtener los errores relativos porcentuales entre los valores calculados y medidos experiemntalmente.
120 140 160 180845.29 951.01 880.94 803.08
3.29 6.13 3.73 8.960.44 0.071 0.04 0.082
44 7.1 4 8.2
8.- Utilizando el metodo estandar por pasos en base a (20) calcular la curva de remanso , donde se
H1 R109,561 2,656109,633 2,629109,885 2.62110,181 2,616110,521 2,616110,861 2,616
h2 109,561 0109,533 -0.00016109,884 -0.00011
110.18 -0.001110.52 -0.001110.56 -0.001
9.- Obtener los resultados porcentuales entre los valores calculados y medidos experimentalmente
n = 5
E p0
0.05680.34480.43350.7225
1.1017
Q(cm3/s) g(cm/s) b(cm) Yc Sc922.997339639 977.5 7.3 2.5359552829 0.0019001456714.285714286 977.5 7.3 2.1379464364 0.001721080.82381447 977.5 7.3 2.8170779151 0.00202773231023.93835055 977.5 7.3 2.7174430364 0.0019826931
n t1(s) t2(s) t3(s) t4(s) t5(s)1 13.6 13.7 13.7 13.28 13.382 17.2 17.83 17.3 17.7 17.43 11.74 11.26 11.77 11.35 11.664 12.1 12.25 12.14 12.28 12.22
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000
0.51
1.52
2.53
3.54
Column BLinear (Column B)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Column BLinear (Column B)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2004
4.2
4.4
4.6
4.8
5
5.2
Column BLinear (Column B)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000
1
2
3
4
5
6
Column BLinear (Column B)
t prom.(s) Q (cm/s)13.532 922.99733963917.486 714.28571428611.556 1080.8238144712.198 1023.93835055
FLUJO RAPIDAMENTE VARIADO:
Vol equiv 12.49hw= 5 cm d= 8.6
FLUJO RAPIDAMENTE VARIADON L (cm) Y1 (cm) Y2 (cm) t1(s)1 28.10 0.90 2.20 13.62 10.30 1.00 2.10 17.23 17.30 0.90 3.90 11.744 17.20 1.20 3.30 12.1
1.- Para cada caso calcular Yc con (21) y verificar si se cumple:
Y1 < Yc < Y2
g = 977.5 (cm/s)b = 7.3 (cm)
Q (cm/s) Y1 Yc Y2 Y1
3.- Calcular el numero de Froude con (23) y determinar el regimen. Verificar si cumple la condicion de flujo
Y=Yc Fr=1 El flujo es cr tico
Y>Yc Fr
3 0.756 19.390 3 0.9554 0.756 22.916 4 0.955
5.- Segn (24) calcular la perdida de energia entre la seccion 1 y 2 para los valores de Y2 teorico y experimental,realizar este calculo para cada caso.
EXPERIMENTAL TEORICON y1 y2 Hf(1-2) N1 0.90 2.20 0.21338 12 1.00 2.10 0.14405 23 0.90 3.90 0.64103 34 1.20 3.30 0.27841 4
6.- Calcular la longitud del salto hidraulico segn las ecuaciones: (25),(26),(27),(28) y (29) y comparar con el valor experimental,que debera ser menor,lo cual indicara que las ecuaciones anteriores pueden ser utilizadas en diseos.
TEORICO EXPERIMENTALN Fr1 Y1 Y2 Y2*1 4.736 0.90 5.595 2.202 3.130 1.00 3.954 2.103 5.546 0.90 6.624 3.904 3.413 1.20 5.223 3.30
L calculado L expY1 Y2 L = 10.2 (Y2-Y1)
0.90 2.200 13.26 28.101.00 2.100 11.22 10.300.90 3.900 30.60 17.301.20 3.300 21.42 17.20
L exp SILVESTERY1 Y2 L= 9,75 Y1(Fr1-1)^1,001
0.90 2.200 28.101.00 2.100 10.300.90 3.900 17.301.20 3.300 17.20
OBSERTUSER EINWACHSTERL=10,3Y1(Fr-1)^0,01 L=8,3Y1(Fr-1)Lexp Lcalc Lcalc exp.
28.100 9.393 27.911 28.10010.300 10.378 17.676 10.300
17.300 9.41133.961 17.300
17.200 12.469 24.032 17.200
lt = 12490 cm3cm A= 43 cm2
FLUJO RAPIDAMENTE VARIADOt2 (s) t3 (s) t4 (s) t5 (s) tprom (s) Gasto Q (cm3/s)
13.7 13.7 13.28 13.38 13.532 922.99717.83 17.3 17.7 17.4 17.486 714.28611.26 11.77 11.35 11.66 11.556 1080.82412.25 12.14 12.28 12.22 12.198 1023.938
2.- Para cada una de las mediciones calcular el tirante conjugado mayor Y2, en funcion del tirante conjugado
3.- Calcular el numero de Froude con (23) y determinar el regimen. Verificar si cumple la condicion de flujo
REGIMENFLUJO SUPERCRITICO
4.- Para Y2 experimental y teorico calcular el porcentaje de error, realizar este calculo para cada uno de los datos.
Y2i Y2i-Y2 (Y2i-Y2)^25.60 0.246 0.0613.95 -1.395 1.9466.62 1.275 1.6255.22 -0.126 0.016
5.3490 0.00 3.647
(%)
(%)
TEORICOEps(%)17.06624.149
14.41618.283
5.- Segn (24) calcular la perdida de energia entre la seccion 1 y 2 para los valores de Y2 teorico y
TEORICOy1 y2 Hf(1-2)
0.90 5.595 1.094471.00 3.954 0.551750.90 6.624 1.373891.20 5.223 0.64553
6.- Calcular la longitud del salto hidraulico segn las ecuaciones: (25),(26),(27),(28) y (29) y comparar con el valor experimental,que debera ser menor,lo cual indicara que las ecuaciones anteriores pueden ser utilizadas en diseos.
EXPERIMENTALY2*2.202.103.903.30
13.26
SILVESTERL= 9,75 Y1(Fr1-1)^1,001
41.62730.54948.75339.980
OYUICHIL=(Y2-Y1)(8-0.05*Y2/Y1)
Lexp Lcalc28.100 10.24110.300 8.68517.300 23.350
17.200 16.511
Gasto Q (cm3/s)
FLUJ.GRAD.VARFLUJO RAPID,VAR