Este informe presenta los resultados de un experimento para determinar el coeficiente de Manning n en un canal rectangular. Se midieron caudales y dimensiones del canal para varias mediciones y se calcularon valores de n usando la ecuación de Manning. El valor promedio de n obtenido fue de 0.0091, lo cual concuerda con los valores teóricos. El experimento demostró que n depende de factores como la rugosidad y el caudal.

1. CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
REPORTE #9
Determinación de Coeficiente de Manning n
ERNESTO FONSECA RODRÍGUEZ
GUSTAVO MOYA HIDALGO
MARIÉL HIDALGO MORA
SEIRIS MONCADA MATA
MARÍA REBECA BEITA
ALVARADO
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FECHA DE LABORATORIO: 19 DE JULIO DE 2019
FECHA DE ENTREGA: 26 DE JULIO DE 2019

2. 1.1 INTRODUCCIÓN
1.2 OBJETIVO
Determinar el factor de rugosidad experimental por medio de mediciones y
compara el mismo con los valores teóricos.
1.3 MARCO TEÓRICO
1.4 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Desde la antigüedad, la problemática del transporte y la medición de caudales en
canales abiertos, era una necesidad para poder regar los plantíos, consumo humano,
y control de avenidas, de agua pluvial.
Se sabía que factores como la pendiente, la sección hidráulica, así como la superficie
del canal, definen la cantidad de agua que es capaz de transportar, el determinado
medio.
Es muy probable que en la mayoría de los casos, se hicieran los cálculos por tanteo
y error, hasta que se discernieran los parámetros que hoy día conocemos.
Sin embargo, hoy en día conocemos basados en la investigación previa, varias
fórmulas que son capaces de describir el modelo matemático del fenómeno, uno de
los factores más estudiados, y que producen mas dispersión en los resultados de las
fórmulas es el factor de rugosidad del cauce; la escogencia debe de hacerse con
mucho criterio, sustentándose en una buen análisis del cauce en una buena sección
de estudio.
Para el cálculo del coeficiente de rugosidad, se va a Utilizar la fórmula de
Manning:
Donde:
V= Velocidad Promedio del Flujo (m/s)
R = Radio Hidráulico (m)
S = Pendiente de la línea energética (m/m)
n= Coeficiente de Rugosidad del Manning

3. Procedimiento:
1. Se debe de cerciorar que todas las llaves estén debidamente cerradas, para no
dejar pasar el agua por otras tuberías, que no sean las de nuestro interés; se debe de
generar una trayectoria directa de la bomba hacia el canal aforador.
2. Se enciende la bomba y se direcciona hacia el sistema del laboratorio, en
dirección del Canal Rectangular.
3. Se permite que se genere un flujo constante dentro del canal, dejando la llave de
salida abierta en el sistema del aforo volumétrico.
4. Una vez establecido el flujo, se procede a hacer la primera medida de caudal, con
la correspondiente medida del Área hidráulica, perímetro hidráulico y pendiente.
5. Este proceso se repite por lo menos unas 5 veces, aumentando el caudal cada
vez que se desea tomar otro dato para el cálculo del coeficiente de n Manning
El Radio hidráulico R se define como la relación entre el Área hidráulica y el Perímetro
mojado P.

4. Este procedimiento se puede aplicar para aplicar aforos a cauces naturales, y su
proceso se muestra a continuación:

5. 1.5 INSTRUMENTOS A ULTILIZAR
 Caudalímetro
 Reservorio

6.  Salto hidráulico (lab).
1.6 DATOS Y OBSERVACIONES
Caudal D: altura o pelo de Agua
2000 L/h 1.1cm
2500 L/h 1.2cm
3000 L/h 1.4cm
1.7 CALCULOS Y RESULTADOS
Conversión de unidades
Q(m³/s) = Q(L/h) / 1000 (L/m³) / 3600 (s/h)

7. L/h m³/s
Ensayo Q Q
1 2000 5,556E-04
2 2500 6,944E-04
3 3000 8,333E-04
Cálculo de Área
A = b * y
b: Base en m
y: Altura en m
m m M^2
Ensayo b y A
1 0,065 0,011 7,150E-04
2 0,065 0,012 7,800E-04
3 0,065 0,014 9,100E-04
Cálculo de radio hidráulico en canal rectangular
R = b * y / (b + 2y)
R: Radio hidráulico en m
b: Base en m
y: Altura en m
m m m
Ensayo b y R
1 0,065 0,011 8,218E-03
2 0,065 0,012 8,764E-03
3 0,065 0,014 9,785E-03
Cálculo del coeficiente de rugosidad de Manning:
Q = A * R^(2/3) * S^(1/2) / n
n = A * R^(2/3) * S^(1/2) / Q
Q: Caudal en m3/s
A: Area hidráulica en m2
R: Radio hidráulico en m
S: Pendiente del canal
n: Coeficiente de rugosidad de Manning
m² m m³/s
Ensayo A R S Q n
1 7,150E-04 8,218E-03 0,0336 5,556E-04 9,607E-03
2 7,800E-04 8,764E-03 0,0336 6,944E-04 8,752E-03
3 9,100E-04 9,785E-03 0,0336 8,333E-04 9,157E-03

8. Valor medio de n:
n = (n1 + n2 + n3) / 3
n
9,172E-03
1.8 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
-Según los cálculos obtenidos en el laboratorio el coeficiente de Manning n es de 0.0091
el cual es casi igual al recopilado en las tablas de Hydraulic Engineering (0.009) lo cual
nos da los indicios de un buen procedimiento, también en la confiabilidad de utilizar el
material disponible en dicho libro.
-También se concluye que el número de Manning n es afectado por variables como la
rugosidad, irregularidad del canal, nivel de agua y caudal.
-Se determinó que la pendiente (S) y el coeficiente de Manning n son directamente
proporcionales.
-Determinamos un error de teoría a la práctica del 1.01% lo cual lo tomamos como
despreciable ya que no afecta los resultados obtenidos.
1.9 BIBLIOGRAFÍA
https://es.scribd.com/document/79287662/RESALTO-HIDRAULICO
https://es.wikipedia.org/wiki/Salto_hidr%C3%A1ulico
https://www.ingenierocivilinfo.com/2010/06/el-rapidamente-variado-el-cual-va.html
https://www.cuevadelcivil.com/2011/03/resalto-hidraulico.html

9. 1.10 ANEXOS
Imagen#1
Reservorio de agua
Imagen#2
Bomba centrifuga

10. Imagen#3
Canal de ensayo
Imagen#4
Canal de ensayo 3D

11. Imagen#5
Tablas de Coeficiente de Manning