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LABORATORIO DE HIDRAULICA
PRE-INFORME
PRE- INFORME DE RESALTO HIDRAULICO
DEBY JURADO [email protected]
RESUMEN
El resalto o salto hidráulico es un fenómeno local, que se presenta en el flujo rápidamente variado, el
cual va siempre acompañado por un aumento súbito del tirante y una pérdida de energía bastante considerable
(disipada principalmente como calor), en un tramo relativamente corto. Ocurre en el paso brusco de régimen
supercrítico (rápido) a régimen sub crítico (lento), es decir, en el resalto hidráulico el tirante, en un corto
tramo, cambia de un valor inferior al crítico a otro superior a este.
1. OBJETIVOS
1.1 Objetivo general:
Mirar y encontrar las principales
características de un resalto hidráulico.
Conducir el tipo de flujo, en un resalto
hidraulico.
1.2 Objetivos específicos:
Clasificar el tipo de resalto que se
genera, por medio del cálculo del
número de froude.
Encontrar la disipación de energía que
produce los diferentes tipos de resalto
hidráulico.
Comparar los resultados prácticos con
las formulas empíricas.
2. MARCO TEORICO
2. MARCO TEORICO
2.1Resalto hidráulico: En un principio, la teoría
del resalto desarrollada corresponde a canales
horizontales o ligeramente inclinados en los que
el peso del agua dentro del resalto tiene muy
poco efecto sobre su comportamiento y, por
consiguiente, no se considera en el análisis. Sin
embargo los resultados obtenidos de este modo
pueden aplicarse a la mayor parte de los canales
encontrados en problemas de ingeniería.
Para canales con pendiente alta el efecto del
peso del agua dentro del resalto puede ser tan
significativo que debe incluirse en el análisis.
Fig N°1.
2.2 Resalto en canales rectangulares: Para un
flujo supercrítico en un canal rectangular
horizontal, la energía del flujo se disipa a través
de la resistencia friccional a lo largo del canal,
dando como resultado un descenso en la
velocidad y un incremento en la profundidad en
la dirección del flujo. Un resalto hidráulico se
formara en el canal si el número de Froude (F1)
del flujo, la profundidad del flujo (Y1)y la
profundidad (Y2) aguas abajo satisfacen la
ecuación: fig. N° 2
Y2/Y1 = 1/2 [(1 + 8 F12)1/2 - 1]
2.3 Resalto en canales inclinados: En el
análisis de resaltos hidráulicos en canales
pendientes o con pendientes apreciables, es
esencial considerar el peso del agua dentro del
resalto, por esta razón no pueden emplearse las
ecuaciones de momentum, ya que en canales
horizontales el efecto de este peso es
FigN°1 Resalto hidráulico
FigN°2 Resalto hidráulico en
canales rectangulares
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insignificante. Sin embargo puede emplearse
una expresión análoga a la ecuación utilizando
el principio de momentum que contendrá una
función empírica que debe determinarse
experimentalmente. Fig N°3.
2.4 Clasificación: Los resaltos hidráulicos en
fondos horizontales se clasifican en varias
clases y en general esta clasificación se da, de
acuerdo con el número de Froude (F1) del flujo
entrante. Para F1=1 el flujo es critico y por
consiguiente no se firma resalto, para
1.0<F1<1.7 la superficie del agua muestra
ondulaciones y se presenta el resalto ondulante,
para 1.7<F1<2.5 se desarrolla una serie de
remolinos sobre la superficie del agua pero
aguas abajo permanece uniforme y la velocidad
de la sección es razonablemente uniforme y la
perdida de energía es baja presentándose
entonces el resalto débil, para 2.5<F1<4.5 existe
un chorro oscilante que entra desde el fondo del
resalto hasta la superficie y se devuelve sin
ninguna periodicidad y cada oscilación produce
una onda grande con periodo irregular
produciéndose entonces el resalto oscilante,
para 4.5<F1<9.0 la extremidad de aguas abajo
del remolino superficial y el punto sobre el cual
el chorro de alta velocidad tiende a dejar
ocurren prácticamente en la misma sección
vertical la acción y posición de este resalto son
menos sensibles a la variación en la profundidad
de aguas abajo, el resalto es bien balanceado y
su comportamiento es el mejor presentándose de
esta manera el resalto estable, para F1>9.0 el
chorro de alta velocidad choca con paquetes de
agua intermitentes que corren hacia abajo a lo
largo de la cara frontal del resalto generando
ondas hacia aguas abajo y puede prevalecer una
superficie rugosa, la acción del resalto es brusca
pero efectiva produciéndose entonces el resalto
fuerte. Ver fig. N°4.
3. PROCEDIMIENTO
3.1. Encender el sistema de bombeo y poner el
canal rectangular en posición horizontal.
3.2. Abrir la válvula de compuerta que regula el
caudal en el canal y esperar que se estabilice.
3.3. Con ayuda de las dos compuertas y de la
variación del caudal, propiciaremos las
condiciones ideales para la generación de cada
uno de los Tipos de resalto.
3.4. Medir los tirantes en las secciones 1 y 2.
3.5 Calcular el número de Fraude en la sección
1, con el fin de determinar qué tipo de resalto
hidráulico es “mirar la clasificación en la tabla”.
3.6 Calcular las Fuerzas específicas en las
secciones 1 y 2. El resalto hidráulico se ubicara
en el punto donde estas dos fuerzas se
compensen (sean iguales). Calcular el error
entre estas dos fuerzas.
3.7 Registrar la longitud del resalto Lr, y
compararla con las distintas ecuaciones.
Calcular sus respectivos errores y observar con
FigN°3 Resalto hidráulico en
canales inclinados.
FigN°4 Clasificación de Resaltos
hidráulicos
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cual obtenemos menores errores.
3.8 Determinar en las secciones 1y 2: La
velocidad media V, en m/s.
4.7 Determinar el tirante crítico del flujo.
3.9 Calcular la disipación de energía ΔS en cada
uno de los resaltos hidráulicos y su eficiencia ½.
4.10 Graficar en un solo plano el resalto
hidráulico, la curva de momentum y energía
especifica. Identificar en la gráfica las alturas
conjugada y crítica, y la disipación de energía
ΔS.
3.9 Graficar en un solo plano el resalto
hidráulico, la curva de momentum y energía
especifica. Identificar en la gráfica las alturas
conjugada y crítica, y la disipación de energía
ΔS.
4. BIBLIOGRAFIA
[1] guías de laboratorio de hidráulica aplicada
de la universidad industrial de Santander, por el
profesor ADRIÁN DAVID RODRÍGUEZ
SUÁREZ.
[2] Revista Escuela colombiana de ingeniería
"La instrumentación en la operación y seguridad
de las presas"1995FONCECA HERRERA,
Néstor Enrique.
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