Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Estudios Superiores Aragón

Ingeniería Civil

Profesor.- Ing. Emmanuel Hernández Rangel

Alumno.- Roldán Calva Edwin

García Balanzar Oniel

González Reyes Oscar

Materia.- Hidráulica Básica

Grupo.-2401

Práctica.- Práctica No.2

“Distribución Longitudinal de la velocidad de un flujo de agua en un canal prismático”

Objetivo.

Determinar la distribución longitudinal de la velocidad de un flujo de agua que circula en un canal prismático, y comprender mejor el concepto de velocidad media y viscosidad.

Material:

Canal de flujo universal Limnímetro tubo pitot Fluxómetro Cronometro Tabla de pendientes franela

Marco Teórico.-

Velocidad

La velocidad es la magnitud física que expresa la variación de posición de un objeto en función del tiempo, o la distancia recorrida por el objeto por unidad de tiempo. Se suele representar por la letra . La velocidad puede distinguirse según el lapso considerado, por lo cual se hace referencia a la velocidad instantánea, la velocidad media.

La unidad de velocidad, en el Sistema Internacional de Unidades, es el

metro por segundo: ó .

Velocidad v, aceleración a y distancia recorrida S. La gráfica muestra la función velocidad respecto al tiempo, la pendiente de la curva azul será la aceleración y el área bajo la curva entre dos abscisas será el espacio recorrido.

En términos precisos, para definir la velocidad de un objeto debe considerarse no sólo la distancia que recorre por unidad de tiempo sino también la dirección y el sentido del desplazamiento, por lo cual la velocidad se expresa como una magnitud vectorial.

Velocidad Media

La velocidad media o velocidad promedio informa sobre la velocidad en un intervalo dado. Se calcula dividiendo el desplazamiento (Δx) por el tiempo transcurrido (Δt):

Al módulo de la velocidad se le llama rapidez.

Propiedades Físicas Del Agua

1) Estado físico: sólida, liquida y gaseosa2) Color: incolora3) Sabor: insípida4) Olor: inodoro5) Densidad: 1 g./c.c. a 4°C6) Punto de congelación: 0°C7) Punto de ebullición: 100°C

8) Presión critica: 217,5 atm.9) Temperatura critica: 374°C

Viscosidad

La viscosidad es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal, en realidad todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula una aproximación bastante buena para ciertas aplicaciones.

En los líquidos, el pequeño rozamiento existente entre capas adyacentes se denomina viscosidad. Es su pequeña magnitud la que le confiere al fluido sus peculiares características; así, por ejemplo, si arrastramos la superficie de un líquido con la palma de la mano como hacíamos con la goma de borrar, las capas inferiores no se moverán o lo harán mucho más lentamente que la superficie ya que son arrastradas por efecto de la pequeña resistencia tangencial, mientras que las capas superiores fluyen con facilidad. Igualmente, si revolvemos con una cuchara un recipiente grande con agua en el que hemos depositado pequeños trozos de corcho, observaremos que al revolver en el centro también se mueve la periferia y al revolver en la periferia también dan vueltas los trocitos de corcho del centro; de nuevo, las capas cilíndricas de agua se mueven por efecto de la viscosidad, disminuyendo su velocidad a medida que nos alejamos de la cuchara.

Flujo en Canales Abiertos

El flujo de agua en un conducto puede ser flujo en canal abierto o flujo en tubería. Estas dos clases de flujos son similares en diferentes en muchos aspectos, pero estos se diferencian en un aspecto importante.

El flujo en canal abierto debe tener una superficie libre, en tanto que el flujo en tubería no la tiene, debido a que en este caso el agua debe llenar completamente el conducto.

Las condiciones de flujo en canales abiertos se complican por el hecho de que la composición de la superficie libre puede cambiar con el tiempo y con el espacio, y también por el hecho de que la profundidad de flujo

el caudal y las pendientes del fondo del canal y la superficie libre son interdependientes.

En estas la sección transversal del flujo, es fija debida a que está completamente definida por la geometría del conducto. La sección transversal de una tubería por lo general es circular, en tanto que la de un canal abierto puede ser de cualquier forma desde circular hasta las formas irregulares en ríos. Además, la rugosidad en un canal abierto varia con la posición de una superficie libre. Por consiguiente la selección de los coeficientes de fricción implica una mayor incertidumbre para el caso de canales abiertos que para del de tuberías, en general, el tratamiento del flujo en canales abiertos es más que el correspondiente a flujo en tuberías. El flujo en un conducto cerrado no es necesariamente flujo en tuberías si tiene una superficie libre, puede clasificarse como flujo en canal abierto.

Tipos de Flujo

El flujo en canales abierto puede clasificarse en muchos tipos y distribuirse de diferentes maneras. La siguiente clasificación se hace de acuerdo con el cambio en la profundidad del flujo con respecto al tiempo y al espacio.

FLUJO PERMANENTE Y NO PERMANENTE: tiempo como criterio. Se dice que el flujo en un canal abierto es permanente si la profundidad del flujo no cambia o puede suponerse constante durante el intervalo de tiempo en consideración.

EL FLUJO ES NO PERMANENTE si la profundidad no cambia con el tiempo. En la mayor parte de canales abiertos es necesario estudiar el comportamiento del flujo solo bajo condiciones permanentes. Sin embargo el cambio en la condición del flujo con respecto al tiempo es importante, el flujo debe tratarse como no permanente, el nivel de flujo cambia de manera instantánea a medida que las ondas pasan y el elemento tiempo se vuelve de vital importancia para el diseño de estructuras de control. Para cualquier flujo, el caudal Q en una sección del canal se expresa por Q=VA. Donde V es la velocidad media y A es el área de la sección transversal de flujo perpendicular a la dirección de este, debido a que la velocidad media está definida como el caudal divido por el área de la sección transversal.

FLUJO UNIFORME Y FLUJO VARIADO: espacio como criterio. Se dice que el flujo en canales abiertos es uniforme si la profundidad del flujo es la misma en cada sección del canal. Un flujo UNIFORME puede ser permanente o no permanente, según cambie o no la profundidad con respecto al tiempo. El flujo uniforme permanente es el tipo de flujo fundamental que se considera en la hidráulica de canales abiertos. La profundidad del flujo no cambia durante el intervalo de tiempo bajo consideración. El establecimiento de un flujo uniforme no permanente

requeriría que la superficie del agua fluctuara de un tiempo a otro pero permaneciendo paralela al fondo del canal.

El flujo es VARIADO si la profundidad de flujo cambia a lo largo del canal. El flujo VARIADO PUEDE SER PERMANENTE O NO PERMANENTE es poco frecuente, el término "FLUJO NO PERMANENTE" se utilizara de aquí en adelante para designar exclusivamente el flujo variado no permanente.

Distribución de velocidad:

Movimiento de las partículas es al azar y está variando continuamente. La mayoría de lasPartículas tienen una velocidad promedio. Muy pocas tiene velocidades grandes y muy

Pocas tienen velocidades pequeñas.

Desarrollo

v=√2gh

v=d (m)t(s)

h v (m/s)3.3 8.053.4 8.173.5 8.293.2 7.92

3.78

Vmax=0.25 y

Vmax=4.05

Vmed=0.2 y+0.6 y

2

Vmed=6.48

8.05 8.17 8.29 7.922.9

3

3.1

3.2

3.3

3.4

3.5

3.6

3.7

3.8

3.9

Series1

Conclusiones.-

Puedo concluir después de realizar esta práctica la importancia de los conceptos de velocidad, velocidad media ya que en el flujo según la altura iba variando la velocidad del mismo.

En lo que a mí concierne, deduzco que en esta práctica se ve las propiedades que tiene el agua en movimiento, ya que el agua tiene distintas velocidades dependiendo en la altura que se encuentre al igual que su viscosidad.

Bibliografía.-

http://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidad

http://www.monografias.com/trabajos14/propiedades-agua/propiedades-agua.shtml

http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad

http://www1.uprh.edu/inieves/cinetico_molec/distribucion_boltzman.pdf

---OJO…..—Falta.-

El desarrollo de la practica

La memoria de calculo. Donde entra la grafica y la tabulación de la misma, ( y lo que son las operaciones

de velocidad

)Y cuncluiones son 1 por persona