8/18/2019 Tarea 8 Ingenieria Hidráulica 2016-1 (1)

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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILEESCUELA DE INGENIERÍADEPARTAMENTO DE INGENIERÍA HIDRÁULICA Y AMBIENTALPRIMER SEMESTRE 2016

ICH2114 INGENIERÍA HIDRÁULICA

TAREA 8

Profesor  : Francisco Suárez PochEntrega : 03/05/2016

Formalidades:

 

La tarea es Individual y Obligatoria. La copia en una tarea será sancionada con nota 1.0en el promedio de las tareas y amonestada según el reglamento de la Escuela deIngeniería.

 

Debe entregarse antes de la interrogación 2 (18:25 hrs.) en hoja blanca tamaño carta,escrita a mano de manera clara y ordenada, y con márgenes mínimos en todos susbordes de 2 cm.

  Las Figuras y Gráficos pueden agregarse como anexo, o en el desarrollo de la tarea.Estos deben ser prolijos y si es necesario, realizados mediante programas como EXCEL,MATLAB o MAPLE (entre otros).

  Los resultados deben ser justificados mediante un procedimiento que evidencie undesarrollo ordenado.

Competencias e indicadores de desempeño:

Esta tarea le permitirá desarrollar la(s) siguiente(s) competencia(s) del curso:

Competencia Indicadores de desempeño

1. Analizar y calcular sistemas hidráulicos

mediante la aplicación de los principios de

continuidad, energía y cantidad de movimiento de

la mecánica de fluidos al flujo incompresible en

canales abiertos y conductos cerrados en régimen

 permanente.

1.1. Plantear y resolver el principio de continuidad

en canales abiertos.

1.2. Plantear y resolver el principio de

conservación de energía en canales abiertos.

1.3. Plantear y resolver el principio de

conservación de la cantidad de movimiento en

canales abiertos.

8/18/2019 Tarea 8 Ingenieria Hidráulica 2016-1 (1)

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Problema 1:

La Figura 1 presenta un canal rectangular de ancho b = 2 m (constante) que permite evacuar lasaguas desde el estanque 1 hacia el estanque 2. El primer tramo del canal tiene una pendiente fuerte,donde no se observan cambios en el tipo de escurrimiento, y el segundo tramo tiene una pendientehorizontal. En el segundo tramo existe una barrera triangular de alto a y de pendiente 5:1 (H:V).Esta barrera está diseñada para que el escurrimiento de aguas arriba de ella se independice delescurrimiento de aguas abajo, y para que después de la barrera exista un resalto hidráulico quecomienza en la pendiente horizontal (sección (6)). Además, al final del segundo tramo existe unagrada de subida de alto a/2.Asumiendo que las únicas pérdidas de energía están asociadas a resaltos hidráulicos, responda lassiguientes preguntas:

a)  Encuentre el gasto máximo que puede ser evacuado desde el estanque 1, y las alturas delescurrimiento en las secciones (2), (3) y (4). Recuerde que el gasto máximo que puede entrar aun canal cuando existe un nivel de energía constante ocurre bajo condiciones de crisis.

b) 

Determine la altura a de la barrera triangular para que ésta funcione según su diseño.

c) 

Encuentre la altura de agua en la secciones (6), (7) y (8). Asuma que en la sección (8) existe unacaída libre.d)

 

Haga un dibujo de la línea de energía entre las secciones (1) y (8), y un dibujo de la cotapiezométrica en todo el canal. En su dibujo, incluya la posición aproximada de resaltoshidráulicos.

e)  En un gráfico h vs E (altura vs energía específica) dibuje los puntos (2), (3), (4), (5), (6), (7) y(8). En su gráfico, incluya los valores numéricos de cada uno de estos puntos.

Figura 1. Problema de la Tarea 8. 

FISP.