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8/17/2019 7mo Laboratorio_Rugosidad en Canales
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RESULTADOS
En este laboratorio se tomaron datos para un lecho liso y para uno rugoso, por lo tanto sepresentaran dichos valores de manera separada:
LECHO LISO
Se tomaron alturas y1, y2, y para di!erentes pendientes, adem"s de los tiempos para determinadovolumen #$,$$%m&
Tabla No.1: 'atos obtenidos en laboratorio
Con el tiempo y el volumen se calcul( el caudal de cada uno y luego el promedio del caudal, con lassiguientes !ormulas, como se muestra en la )abla *o+2
Q=
V
t =
Volumen
Tiempo
Q1=
V
t =
0,005m3
2.415 s =2.07 x10−3 m3/s
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Q2=V
t =
0,005m3
2.230 s =2.24 x10−3m3/s
Q3=
V
t
=0,005m
3
2.318 s
=2.16 x10−3 m3/s
Q Prom=Q
1+Q
2+Q
3
3=
2.07 x 10−3
m3/ s+2.24 x 10−3 m3/ s+2.16 x 10−3m3/s
3
Q Prom=2.16 x10−3m
3/s
Tabla No.2: 'atos de Caudal
Luego con las alturas se calcula el yprom de la siguiente manera y se registran en la )abla *o+:
y Prom= y
1+ y
2+ y
3
3=
59mm+52mm+40,4mm3
y Prom=50,47mm
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Tabla No.3: 'atos de ypromLuego se calcula el "rea, el permetro y el radio hidr"ulico con las siguientes ecuaciones:
Area=by
Perimetro=b+2 y
Radio Hidraulico : by
b+2 y=
Area
Perimetro
'onde:
b= Ancho del canal(78mm)
y= y prom=altura promedio del agua
Area=
(78mm )∗
(50,47mm )=3936.66m
2
Perimetro=78mm+2 (50.47m )=178.93m
RadioHidraulico :3936.66m
2
178.93m =21,999mm
Tabla No.4: -rea, .ermetro y /adio Hidr"ulico del Lecho Liso
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.osteriormente calculamos el coe!iciente de 0anning #n& con la siguiente !ormula:
n=∅∗ RH
2
3∗S1
2
V
'(nde:
V =Velocidad (m / s)
∅=constante quedepende del sistema deunidades empleadas(1.000054796m1
3 / s)
RH = Radio Hidraulico(m)
S= Pendiente( )
la velocidad es igual a caudal #& sobre -rea #3&:
V =Q
A=
2.16 x10−3m
3/s
3.94 x10−3m
2 =0,55m/ s
Entonces:
n1=1.000054796m
1
3 /s∗(0,022m)2
3∗(0,5)1
2
0,55m/s
n1=0,101
Luego reali4amos el promedio de los coe!icientes de rugosidad de cada caudal:
n=n
1+n
2+n
3+n
4+n
5+n
6
6
n=0.101+0.114+0.106+0.105+0.107+0.104
6
=0.106308
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Tabla No.5: Coe!iciente de /ugosidad de 0anning
3hora se calcula el coe!iciente de rugosidad por la !(rmula de Che4y de la siguiente manera:
n1=
1
C RH
1
6
'(nde:
C =CoeficientedeChezy
RH = RadioHidraulico(m)
S= Pendiente( )
V =Velocidad (m / s)
C = V
√ RH ∗SEntonces al reempla4ar los datos:
C = 0,55m /s
√ 0,022m∗0,5=5,224
n1=
1
5,224(0,022m)
1
6=0,101
Luego reali4amos el promedio de los coe!icientes de rugosidad de cada caudal:
n=n
1+n
2+n
3+n
4+n
5+n
6
6
n=0.101+0.114+0.106+0.105+0.107+0.104
6=0.106302
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Tabla No.6: Coe!iciente de /ugosidad de Che4y
3dem"s, se comparan los dos coe!icientes de rugosidad #0anning y Che4y& por medio del errorporcentual:
P=V Teorico−V xpermental
V Teorico x 100
P=0.106308−0.106302
0.106308 x 100
P=0,0055
!inalmente se reali4an las gr"!icas de velocidad 5s cada uno de los t6rminos /H y S+
Figura No.2: 7ra!ica 5elocidad 5s+ /adio Hidr"ulico para Lecho Liso
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Q=V
t =
Volumen
Tiempo
Q1=V
t =0,005m
3
2.415 s=2.38 x10
−3m
3/s
Q2=
V
t =
0,005m3
2.230 s =2.26 x10−3 m3/s
Q3=
V
t =
0,005m3
2.318 s =2.34 x 10−3m3/s
Q Prom=
Q1+Q
2+Q
3
3 =
2.38 x 10−3
m3/ s+2.26 x10−3m3/s+2.34 x10−3 m3/s
3
Q Prom=2.33 x 10−3
m3 /s
Tabla No.8: 'atos de Caudal
Luego con las alturas se calcula el yprom de la siguiente manera y se registran en la )abla *o+:
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y Prom= y
1+ y
2+ y
3
3=
73mm+71,5mm+65,4mm3
y Prom=69,97mm
Tabla No.9: 'atos de yprom
Luego se calcula el "rea, el permetro y el radio hidr"ulico con las siguientes ecuaciones:
Area=by
Perimetro=b+2 y
Radio Hidraulico : by
b+2 y
= Area
Perimetro
'onde:
b= Ancho del canal(78mm)
y= y prom=altura promedio del agua
Area= (78mm )∗(69.97mm )=5457.4m2
Perimetro=78mm+2 (69.97mm )=217.93m
Radio Hidraulico :5457.4m
2
217.93m =25.042mm
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Tabla No.1: -rea, .ermetro y /adio Hidr"ulico del Lecho /ugoso
.osteriormente calculamos el coe!iciente de 0anning #n& con la siguiente !ormula:
n=∅∗ RH
2
3∗S1
2
V
'(nde:
V =Velocidad (m / s)
∅=constante quedepende del sistema deunidades empleadas(1.000054796m1
3 / s)
RH = RadioHidraulico(m)
S= Pendiente( )
la velocidad es igual a caudal #& sobre -rea #3&:
V =Q
A=
2.33 x 10−3m
3/ s5.46 x10
−3m
2 =0,43m / s
Entonces:
n1=1.000054796m
1
3 /s∗(0,025m)2
3∗(0,5)1
2
0,43m /s
n1=0,142
Luego reali4amos el promedio de los coe!icientes de rugosidad de cada caudal:
n=n
1+n
2+n
3+n
4+n
5+n
6
6
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11/13
n=0.142+0.173+0.166+0.170+0.157+0.132
6=0.157063
Tabla No.11: Coe!iciente de /ugosidad de 0anning
3hora se calcula el coe!iciente de rugosidad por la !(rmula de Che4y de la siguiente manera:
n1=
1
C RH
1
6
'(nde:
C =CoeficientedeChezy
RH = RadioHidraulico(m)
S= Pendiente( )
V =Velocidad (m / s)
C = V
√ RH ∗S
Entonces al reempla4ar los datos:
C = 0,43m /s
√ 0,025m∗0,5=3.808
n1=
1
3.808(0,025m)
1
6=0,142
Luego reali4amos el promedio de los coe!icientes de rugosidad de cada caudal:
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12/13
n=n
1+n
2+n
3+n
4+n
5+n
6
6
n=0.142+0.173+0.166+0.170+0.157+0.132
6=0.157055
Tabla No.12: Coe!iciente de /ugosidad de Che4y
3dem"s, se comparan los dos coe!icientes de rugosidad #0anning y Che4y& por medio del errorporcentual:
P=V Teorico−V xpermental
V Teorico x 100
P=0.157063−0.157055
0.157063 x100
P=0,0055
!inalmente se reali4an las gr"!icas
de velocidad 5s cada uno de los t6rminos /H y S+
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Figura No.4: 7ra!ica 5elocidad 5s+ /adio Hidr"ulico para Lecho /ugoso
Figura No.5: 7ra!ica 5elocidad 5s+ .endiente para Lecho /ugoso
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