ENERGIA ESPECIFICA Y FUERZA ESPECÍFICA

I.- OBJETIVOS:

El objetivo de la practica consiste en determinar experimentlmente la curva Y vs E (tirante versus energia especifica), del flujo en un canal rectangular, asi como obtener la cuarva tirante vs fuerza especifica (Y vs M), para el caso de un canal rectangular.

II.- FUNDAMENTO TEORICO:

Energía especifica:

………………………(1)

donde: E = energiay = tirante

= coeficiente de corilois ( para este caso )V = velocidad.

Tambien sabemos que en terminos de caudal esta ecuación puede expresarse como:

………………..(2)

La sumatoria de la cantidad de movimiento en una seccion del flujo y la fuerza externa hidrostatica producida sobre la misma, dividida por el peso especifico, se denomina fuerza especifica. La fuerza especifica esta dado por:

Donde: Q = caudalV = velocidad

= coeficiente Boussinesq (para este caso vale 1)= peso especifico del agua

A = area mojada= presion del centro de gravedad

entonces:

para el caso del canal rectangular sabemos que

III.- MATERIALES:

Canal Rectangular. Limnimetro Rotamero Wincha

IV. PROCEDIMIENTO:

ENERGIA ESPECIFICA

Establecer un flujo a traves del canal y registrar el valor del caudal que pasa por este canal.

Registrar el valor de la pendiente de fondo del canal. Medir tirante Repetir los pasos anteriores cambiando y registrando una nueva

pendiente.

FUERZA ESPECIFICA

Establecer el flujo a traves del canal y registrarl el caudal que pasa por el canal.

Registrar el valor de la pendiente de fondo. Seleccionar una seccion de ensayo y medir los tirantes. Repetir los paso antes mensionados y mantener el caudal constante.

V.- TOMA DE DATOS:

De la tabla que presenta el canal de pendiente variable btenemos el valor del caudal, que es igual a

El area mojada esta dada por:

donde b es constante y es igual a b = 0.108 m

Datos s y M Vm F Regimen1 0 0.029 1.56e-

40.0145 2.0141e-

40.699 1.3105 Supercrítico

2 -0.5

0.023 1.97e-4

0.0115 2.2556e-4

0.881 1.8547 Supercrítico

3 -1 0.046 9.84e-5

0.0230 2.1266e-4

0.441 0.6564 Subcritico

4 0.5 0.021 2.16e-4

0.0105 2.3381e-4

0.966 2.1283 Supercrítico

5 1 0.020 2.26e-4

0.0100 2.4160e-4

1.014 2.2892 Supercrítico

ANGULO PENDIENTE TIRANTE VELOCIDAD MEDIA

ENERGIA ESPECIFICA

0 0.029 0.699 0.053919-0.5 0.023 0.881 0.062617-1.0 0.046 0.441 0.0559040.5 0.021 0.966 0.0685221.0 0.020 1.014 0.072394

ANGULO PEDIENTE TIRANTE AREA CENTROIDE FUERZA ESPECIFICA

0 0.029 3.132E-3 0.0145 2.0141e-4-0.5 0.023 2.484E-3 0.0115 2.2556e-4-1.0 0.046 4.968E-3 0.0230 2.1266e-40.5 0.021 2.268E-3 0.0105 2.3381e-41 0.020 2.160E-3 0.0100 2.4160e-4

VI.- CUESTIONARIO:

1. Graficar las curvas de tirante y Fuerza Específica con los valores de “y” y la pendientes.

Están anexas al final de la hoja.

2. Graficar las curvas de tirante y Fuerza Específica con los valores de “y” y la pendientes.

Están anexas al final de la hoja.

3. A partir de las gráficas obtener el valor de yc y compararlo con el valor teórico.

En la seccion rectangular se sabe que el valor del tirante critico esta dado por:

donde tambien se sabe que

Reemplazando los datos obtenemos:

Y según nuestro grafico el valor aproximado de la energia especifica minima (cuando “y “es critico), es aproximadamente el valor de

Lo que nos daria un error del %E = 5.8%

4. Comente los resultados obtenidos en la experiencia

La presente experiencia nos permitio poder obtener gráficamente la curva tanto de energia como de fuerza especifica, si se pudo determinar la grafica con un buen margen de aceptación, debido a que el error es casi mínimo.Notamos que en la grafica que tanto la energia minima como la fuerza minima se dan cuando el tirante es critico. Para numeros de froud mayores o menores a 1 la energia o fuerza es mayor a la critica.

5. Dar recomendaciones al respecto de la experiencia:

Básicamente no se presentaron muchos problemas al realizar esta experiencia debido a que el instrumento utilizado es un canal de pendiente variable nuevo, debido a esto es que la aproximación tanto teorico como experimental han sido muy cortas.Antes de medir los tirantes debemos dejar que el sistema quede en equilibrio, darle un tiempo de espera seria recomendable.