8/12/2019 Transicion de Flujo Subcritico

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TRANCISION FLUJO SUBCRITICO

PRESENTADO POR:

ALEJANDRA BERNAL CONDA

YURI KATHERINE URIBE JIMNEZ

PRESENTADO A:

MAYRA ALEJANDRA ZEA ACEVEDO

AUX. LABORATORIO DE HIDRALICA

Grupo L3

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

FACULTAD DE INGENIERAS FSICO-MECNICASESCUELA DE ING. CIVIL

LABORATORIO DE HIDRAULICABUCARAMANGA, II SEMESTRE DE 2013

8/12/2019 Transicion de Flujo Subcritico

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Tabla de datos

Hspillway 5.6

Q [m^3/S] 0.014264473n 0.012

Lc [m] 8.3B [m] 0.412

Z [cm] 15

Q [m^3/S] 0.014264473

Z [cm] 15q [m^3/S*m] 0.034622507

Yc [m] 0.049622961Ec [m] 0.074434441

N Abs [cm] Y1 [cm] A1 [m2] Abs [cm] Y2 [cm]

1 0 24.8 0.102176 150 3.3

2 10 24.8 0.102176 140 3.33 20 24.8 0.102176 130 3.4

4 30 24.8 0.102176 120 3.45 40 24.8 0.102176 110 12.2

6 50 24.8 0.102176 100 197 60 24.7 0.101764 90 21

8 70 24.1 0.099292 80 22.4

Y2 [cm] A2 [m2] V1 [m/S] V2 [m/s] E1 [m] E2 [m]

3.3 0.013596 0.13960688 1.04916688 0.24899338 0.08910352

3.3 0.013596 0.13960688 1.04916688 0.24899338 0.08910352

3.4 0.014008 0.13960688 1.01830903 0.24899338 0.08685185

3.4 0.014008 0.13960688 1.01830903 0.24899338 0.08685185

12.2 0.050264 0.13960688 0.28379104 0.24899338 0.12610486

4 0.01648 0.13960688 0.86556268 0.24899338 0.07818546

6 0.02472 0.14017209 0.57704179 0.24800144 0.07697132

7.4 0.030488 0.14366186 0.46787172 0.24205192 0.08515718

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Fr1 Fr2 E2t %Error E Y2t (m) % Error Y2 Az max

0.08950483 1.84396681 0.09899338 9.99041962 0.0920989 64.1689516 0.32342782

0.08950483 1.84396681 0.09899338 9.99041962 0.09209889 64.1689509 0.32342782

0.08950483 1.76321647 0.09899338 12.2649908 0.09209889 63.0831615 0.32342782

0.08950483 1.76321647 0.09899338 12.2649908 0.09209889 63.0831615 0.32342782

0.08950483 0.25940854 0.09899338 27.387167 0.09209889 32.4663028 0.32342782

0.08950483 1.38176448 0.09899338 21.0195039 0.09209889 56.5684253 0.32342782

0.09004893 0.75213731 0.09800144 21.4589932 0.09094823 34.0284028 0.32243588

0.0934326 0.54913159 0.09205192 7.49005455 0.0839146 11.815107 0.31648636

Datos

(

)

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Clculos tipo

* +

* +

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(

*+ )

(

*+

)

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Preguntas

1. Por qu el nivel del agua en la grada pasa por Yc si en la teora se dice que enuna transicin el flujo no puede cambiar?

Debido a que se debe mantener una conservacin del caudal a lo largo del canal, si elrea del agua mojada de la seccin transversal disminuye la velocidad debe aumentarpara mantener el caudal igual en cualquier punto; aunque la teora dice que el nivel delagua no pasa por Yc, es necesario que pase por el flujo crtico para que se pueda dar un

cambio del flujo subcrtico al flujo supercrtico.

2. Existe un punto de control en la grada?

En la grada se presenta una disminucin de la energa especfica y debe cumplirse laecuacin de continuidad. El valor mximo que puede tener una grada, sin alterar la lneade energa, es el que corresponde a un flujo critico sobre ella es decir cuando z esmximo, la energa especfica sobre la grada debe ser mnima.

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

Y[m]

E[m]

CURVA DE ENERGIA ESPECIFICA

E Vs Y

Ec Vs Yc

Y=E

Ec

Yc

0 20 40 60 80 100 120 140 160

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Sobre el plano de la grada el movimiento es rpidamente variado y por lo tanto no esaceptable la suposicin de una distribucin hidrosttica de presiones.

3. Cmo podra usted utilizar este fenmeno en aplicacin prctica, por ejemplo enel diseo de estructuras de medicin de caudal?

La aplicacin prctica es vista en la hidrulica de canales que involucra el diseo de unatransicin entre dos canales de diferente seccin transversal, o entre un canal y unagalera o un sifn. Como criterios para el dimensionamiento hidrulico se puedenmencionar:

a. Minimizacin de las prdidas de energa por medio de estructuras econmicamentejustificables.

b. Eliminacin de las ondulaciones grandes y de los vrtices (por ejemplo, los vrticesde entrada con el consecuente peligro deintroduccin deaire.

c. Eliminacin de zonas conagua tranquila o flujo muy retardado (por ejemplo: las zonasde separacin traen consigo e!riesgo de depsito de material en suspensin).

Estos criterios se cumplen para el caso de flujo subcrtico, si se le confiere a la estructurade transicin una formahidrodinmica con la ayuda de relacionesderivadas del fenmenode la formacin deondas. El problema de la formacin de ondas no se restringe a lasestructuras con flujo supercrtico. Tambin en flujo sub-crtico se forman ondaspermanentes si hay cambios bruscos dedireccin o cambios fuertes de nivel del fondo delcanal.Otra aplicacin es muy conocida cuando se necesita controlar las velocidades en tramosde alta pendiente se pueden utilizar combinaciones de rampas gradas y escalones,siguiendo las variaciones del terreno.

Encontramos transiciones en canales de riego, alcantarillas, acueductos y plantas detratamiento.

CONCLUSIONES

En la transicin a flujo sub crtico por ascenso se requiere que a gasto constante,hay una disminucin de la energa especfica y significa una disminucin del tirantehidrulico.

El comportamiento de las transiciones busca que las perdidas sean pequeas y sepermite utilizar la ecuacin de la conservacin de la energa.

Se produjo un cambio de flujo subcrtico a flujo supercrtico durante el paso delagua sobre el obstculo, durante esta transicin necesariamente por un instante detiempo el flujo se comport como crtico.

El paso del flujo durante el obstculo produce un aumento en la velocidad, perouna disminucin en el rea que mantiene constante el caudal.

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