PRACTICA DE LABORATORIO NÂº 004.docx

7/25/2019 PRACTICA DE LABORATORIO N 004.docx

1/6

PRACTICA DE LABORATORIO N 004

RADIO HIDRAULICO Y CONTINUIDAD DE FLUIDOS

1. MARCO TEORICO

1.1 RADIO HIDRAULICO

Calculo segn la seccin del canal

Las expresiones que permiten su clculo son funcin de la forma geomtrica

de la seccin transversaldel canal.

En la siguiente tabla se resumen las secciones ms utilizadas con las

unidades del sistema internacional.

Canales de seccin rectangular

rea mojada:

Permetro mojado:
http://es.wikipedia.org/wiki/Secci%C3%B3n_transversalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Secci%C3%B3n_transversal


2/6

nde:

L ! anc"o de la base del canal #en m$.

" ! altura del nivel del l%quido dentro de la seccin rectangular.

Canales de seccin triangular

rea mojada:

Permetro mojado:

nde: siendo: #&$ el ngulo del talud con la vertical.

Canales de seccin trapezoidal

rea mojada:

Permetro mojado:

1.2 ECUACION DE CONTINUIDAD

La conservacin de la masa de fluidoa travs de dos secciones #sean stas

'( ) '*$ de un conducto #tuber%a$ o tubo de corrienteestablece que: lamasa que entra es igual a la masa que sale.

efinicin de tubo de corriente: superficie formada por las l%neas de

corriente.

Corolario *: solo "a) tubo de corriente si + es diferente de ,.

La ecuacin de continuidad se puede expresar como:

-(.A(.V(! -*.A*.V*

Cuando -( ! -* que es el caso general tratndose de agua ) flu/o en

rgimen permanente se tiene:

o de otra forma:

#El caudal que entra es igual al que sale$

onde:
http://es.wikipedia.org/wiki/Fluidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Tuber%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADnea_de_corrientehttp://es.wikipedia.org/wiki/Fluidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Tuber%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADnea_de_corriente


3/6

0 ! caudal #metro cbico por segundo1 m23 s$

+ ! velocidad #m3 s$

' ! area transversal del tubo de corriente o conducto #m*$

0ue se cumple cuando entre dos secciones de la conduccin no se acumula

masa es decir siempre que el fluido sea incompresible ) por lo tanto su

densidadsea constante. Esta condicin la satisfacen todos los l%quidos )

particularmente el agua.

En general la geometr%a del conducto es conocida por lo que el problema se

reduce a estimar la velocidad media del fluido en una seccin dada

2. CLCULO DEL DIMETRO Y EL RADIO HIDRAULICO.

4libre! 52., cm 6 ,.52 m4mo/ada! 2(., cm 6 ,.2( m

7sando la ecuacin de

imetro 4idrulico:

4! 89eccinransversal de ;lu/o5$ !

,.?,(@ m.

*a A b * #,.2($ A #,.5>5$

4 ! 8 Badio 4idraulico

,.?,(@ m. ! 8 B4

B4! ,.(5,85 m.

3. CLCULO DEL NUMERO DE REYNOLDS Y EL RGIMEN DELFLUJO.
http://es.wikipedia.org/wiki/Metro_c%C3%BAbico_por_segundohttp://es.wikipedia.org/wiki/Densidad_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttp://es.wikipedia.org/wiki/Metro_c%C3%BAbico_por_segundohttp://es.wikipedia.org/wiki/Densidad_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Agua


4/6

7tilizando la frmula para el clculo del numero de Be)nolds:

Be! +- donde ! dimetro de la tuber%a # 4$

D + ! es la velocidad del fluido

- ! densidad del fluidoD ! viscosidad absoluta o dinmica del

fluido# (.,,cp a *,C$

Calculando la velocidad del fluido:d ! 2.,, m tpromedio! (5.?5 segt(! (.?5 segt*! (8.* seg + ! 2.,, m ! ,.(@(

m3st2! (5.(* seg (5.?5 s

Be! #,.?,(@ m$# ,.(@( m3s$#(,,, Fg3m2$ ! ,.((85*

x (,?

(.,, x (,G2Fg 3m.seg

7tilizando la frmula para el clculo del numero de Be)nolds:

Ha que el nmero de Be)nolds es superior a 8,,, se trata de

un flu/o turbulento.

4. CLCULO DE LA PENDIENTE CON LA FRMULA DE DARCY!EISBACH.

dnde:

hf! prdida de carga debida a la friccin.f! factor de friccin de 'BCH.L! longitud de la tuber%a. #2.,, m$D! dimetro de la tuber%a. #,.?,(@ m$v! velocidad media del fluido. #,.(@( m3s$g! aceleracin de la gravedad: g! @>( m3s*.

8. ( Calculando el factor de friccin para un rgimenturbulento:

f = 0.316 Be-0.25

f = 0.017


5/6

Ha que el cociente de la perdida de carga debida a la friccinentre la longitud de la tuber%a es igual a la pendiente:

9 = #,.,($#,.(@(m3s$* ! 5.*5 x (,G5m3m

#,.?,(@ m$#* x @.>(m3s*

$

". CLCULO DE LA #ELOCIDAD DEL FLUJO CON LASECUACIONES DE CH$Y% BA$IN Y MANNIG.

7sando la ecuacin de C"z):

v = .Rh s

donde:

!>g dondeI ! f !>#@.>(m3s*$3,.,( I

! 8.?(?8 x (,2

v = #8.?(?8 x (,2$#*.>(( x (,G2$ ! (*.@ m3s

7sando la ecuacin de Jazin:

m ! es un parmetro que depende dela rugosidadde la pared

! >3# ( A #,.,?3,.(5,85$$ ! ?*.(@>@

v! #?*.(@>@$#*.>(( x (,G2$ ! ,.(8 m3s

7sando la ecuacin de =annig:

+ ! (3n B"*32s(3*

+ ! #?.@$#,.(5,85$*32#5.*5 x (,G5$(3*

+ ! #?.@$#,.*>*@$#.*8 x (,G2$+ ! ,.(55 m3s

&. CLCULO DEL FLUJO #OLUMTRICO Y FLUJO MASICO

Calculando el flu/o +olumtrico:

! = "0.31 m#"0.5$5 m#"0.1%1 m&s# ! = 0.003'6 m3&s
http://es.wikipedia.org/wiki/Rugosidad_(hidr%C3%A1ulica)http://es.wikipedia.org/wiki/Rugosidad_(hidr%C3%A1ulica)


6/6

Calculando el flu/o =sico:

( = !.)( = "0.003'6 m3&s#"1000 *g&m3#( = 3'.637 *g&s

'. SI SE EMPALMA AL CANAL UNA TUBER(A) CON LOS DATOSE*PERIMENTALES% DETERMINE EL DIMETRO DE LATUBER(A CIRCULAR PARA CONDUCIR EL FLUIDO +AGUA,

Documents

PRACTICA DE LABORATORIO NÂº 004.docx