Tema 05 - Mecanica de Fluidos 2 PDF

 

MECÁNICA DE FLUIDO 2 MG CRISTIAN JAVIER DOMÍNGUEZ MALPARTIDA

UNIDAD I Tema 5: “Ecuación de Chezy” Curso: Mecánica de Fluidos 2

Profesor: Profe sor: Ing. Cristian Javier Domínguez Malpartida : 7mo. Ciclo Periodo: Pe riodo: 2019 - 2 1

 

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Presentación •

La Escuela Académico Profesional Profesional de Ingeniería Civil, de la Facultad Fa cultad de Ingeniería de la Univer Universidad sidad de Huánuco; mediante curso de elMecánica depresentar fluidos II, el a cargo del Ingeniero el Civil, tiene agrado de siguiente informe “ECUACION DE CHEZY”, correspondiente al curso, a fin de que sea utilizado como una referencia, material de apoyo y referencial.

 

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Introducción •

En el presente informe se trata del tema de la ecuación de Chezy; se comp co mpro roba bará rá,, se cont contex extu tual aliz izar ará, á, se icnomp vesptorta igatam rámient e fluajocldareaagua om or enyto dsel gueal aplicando información de los principios y la teoría de Chezy. Las características principales es el ipnetnerdciaem ntbeiohacedeque ceal ufdluajlo dey agua en canal abierto cambia todo to do el resul esulta tado do..

 

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Objetivos

Objetivo general •

Determinar Determin ar experiment experimentalmen almente te en el labor laborator atorio io la velocidad velocidad media del flujo me mediant diantee la ecuació ecuaciónn de chezy usa usando ndo difere diferentes ntes ti tipos pos de

superficies en un canal abierto tamaño escala hecho en acrílico. Objetivos específicos •

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Mostrar un enfoque de la aplicación de la fórmula determinando la importancia y su implementación. Explicar y describir la fórmula de chezy con las determinante determinantess que conlleva o engloba ecuación. Determ Det ermina inarrésta eell fac facto torr que que afe afecta ctann eell coe coefic ficien iente te de rugo rugosid sidad ad de cchez hezyy. Cono Co noce cerr lo loss da dattos ob obtten enid idos os en los los ensa ensayo yoss de la labo bora rattor orio io en intercambio intercambi o de caudales y pendie pendiente nte que genera el flujo de agua durant durantee la actividad sometida.

 

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Ecuación de chezy

La fórmula de Chézy, desarrollada por el ingeniero francés Antoine de Chézy conocido internacionalmente por spurim coenratrifbóurcmióunlaadlea hfriidcrcáióunlicq a udee sleosccoannoacle syabseierdteossa, reros lla probablemente la primera ecuación de flujo uniforme y fue preesent pr sentaada en 1769 1769.. Ldae fuónrm caunlaalpyeerm stiatbeleocbeteqnueer: la velocidad media en la sección

 

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La ecuación de Chezy puede deducirse matemáticamente a partir de dos suposiciones: La primera suposición fue hecha por Chézy. Ésta establece que la fuerza que resiste el flujo por unidad de área del lecho de la corriente es proporcional al cuadrado de la velocidad, es decir, esta fuerza es igual a KV2, donde K es una constante de proporcionalidad.

 

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La segunda suposición es el principio básico de flujo uniforme, el cual se cree que fue establecido por primera vez por Brahms en 1754. Ésta establece que en el flujo uniforme la componente eigfuecatlivaaladfeuelarz rzaafuteortzaal dgerarveistiasctieonncaial . que causa el flujo debe ser

La componente efectiva de la fuerza gravitacional es paralela al fondo del canal e igual a wALS, donde w es el peso unitario del agua, A es el área mojada, q es el ángulo de la pendiente y S es la pend pe ndie ient ntee del del cana canal.l. Ento Entonc nces es::

 

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Constante de chezy

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Su determinación ha sido hecha experimentalmente por diferentes autores guiones presenta fórmulas para hallar su valor.

 

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Consideraciones para la ecuación de chézy •

La mayor parte de las ecuaciones prácticas de flujo uniforme pueden expresarse en la forma V= C RX SYmedia; , dondeRVesesellaradio velocidad hidráulico; S es la pendiente de la línea línea de en energí ergía; a; X y Y son exponentes; y C es un factor de

resistencia con la velocidad al flujo, media, el cualel varía radio hidráulico, la rugosidad del canal, la viscosidad y muchos otros factores.

 

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ECUACION DE CHEZY SE APLICAN:

FLUJO EN CANALES ABIERTOS  Un canal abierto es aquel que la superficie libre del fluido, esta 



Eeln fcluojnotadcteo ccaonnalaaabtm ierótsofedraeboemtednieor suim nailasr.uperficie libre, en tanto que el flujo en la tubería no la tiene, debido a que este caso ca so de agu agua debe llen llenar ar comp comple leta tame ment ntee el condu onduct cto o. Leal shceochnodicdioenqeus edela flcuojompenoscicainóanledseablaiesrto rtuopsersfeiccieom libprleicapnuepdoer cambiar con el tiempo y con el espacio, y también por el hecho de que la profundidad del flujo el caudal y las pendientes del fonndo del canal fo nal y la sup superfic rficiie lib libre son inte nterdepe ependien ientes. es.

 

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Tipos de canales

 

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Geometría canal Se llama “seccióndel del canal” a la sección tomada normalmente a la

dirección del flujo y “sección vertical” del canal a la sección vertical que

pasa por el fondo de la sección del canal. Las secciones de los canales naturales son en general muy irregulares. Las secciones canales artificialesmás son utilizadas de forma geométrica regular siendode laslos formas geométricas las siguientes: trapezoidal en los canales de conducción excava excavados dos (por razones de estabi1idad de las paredes).

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Rectang Rectangular canales pequeños ulardeenpiedra. los excavados canales deen concreto roca o revestidos o de madera, de ttambién concrete ambién en o de los albañilería triangular en los pequeños canales de drenaje vial (cunetas). Circular en los canales de alcantarillado, drenaje drenaje urbano, agrícola de tamaño pequeño y mediano. También en los canales en túnel.

 

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Sección típica de un canal de riego

 

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Calculo Calc ulo según según la seccio seccion n del canal canal

 

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Secciones Sección trapezabiertas oidal: Se usa

en canales de tierra debido a que proveen las pendientes necesarias para estabilidad, y en canales revestidos.  Sección rectangular : Debido a que el rectángulo tiene lados verteri mate ma ticria aaleles less, p esta esotabl r bles loes,g, eancued cu ereduc al uct setosutde ilizamade mapdera arara,c, apnaaralescana an coanles lesstruexca exidcav ovsad ados coos n en roca y para canales revestidos.  Sección triangular: Se usa para cunetas revestidas en las carreteras, también en canales de tierra pequeños, fundamentalmente por faci fa cililida dad d de tr traz azo. o. Tambi ambién én se empl emplea eann re reve vest stid idas as,, co como mo alca alcant ntar arililla lass de las las ca carr rret eter eras as..  Sección parabólica: Se emplea en algunas ocasiones para canales revestidos y es la forma que toman aproximadamente muchos canales naturales y canales viejos de tie tierra. 

 

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Secciones  Sección circcerradas ular: El círculo es la sección más común para

alcantarillados y alcantarillas de tamaños pequeño y mediano.

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Sal ecanta ccntaril iónrilla psayraes bótruct licctura a:urasSsehi uáuli salica ncasscimpo omporta únrtant mntes enes. te. alca las estru hidr dráu im

para

 

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Caudal por volumen volumétrico: •

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El flujo volumétrico se define como el volumen de líquido que pasa atreves de una secc cciión transvers ersal en la unidad de tiemp empo. Se expresa en términos de las unidade dadess de base de longitud y tiempo, y es igual a 1 m3/s = 60000 L/min. Fórm Fó rmul ulaa para para defi defini nirr el caud caudal al 

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Q=vt

Q = caudal V = volumen T = tiempo Volumen: es la cantidad de espacio que ocupa un cuerpo, la unidad para medir volú vo lúme mene ness en el sist sistem emaa in intter erna naci cio onal nal es el metr metro o cubi cubico co (m3) (m3) que que corr corres esp ponde onde al espacio que hay en el interior de un cubo de 1m de lado.