ENERGIA ESPECIFICA UPTC

1. CUESTIONARIO
1. Calcule:
1.1.Caudal Unitario
1.2.Energía especifica
1.3.Numero de Froude
1.4.Fuerza especifica
2. GRAFIACA VALORES DE PROFUNDIDAD DE FLUJO Y VS ENERGIA ESPECIFICA
-0.050
0.000
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.300
0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300
Y(m)
E (m)
Gráfica Energia especifica Vs Profundidad de flujo Y
q = 0.010174 q = 0.012703 q =0.013866 q = 0.015785 Linea de 45º
E1E2

2. Podemos observar que la energía específica con un caudal dado está en función del tirante,
presentando un punto de inflexión conocido como Yc el cual es la profundidad en la que se
encuentra el mínimo de energía requerida para transportar un determinado caudal en un
canal. De igual manera es posible observar que E2<E1, esto debido a que existe una disipación
de energía debido a la fricción del canal
http://bdigital.unal.edu.co/12697/50/3353962.2005.Parte%2010.pdf
3. GRAFIACA VALORES DE PROFUNDIDAD DE FLUJO Y VS Fuerza especifica
Se hace evidente que la fuerza específica para un caudal dado estará en función del
tirante, por lo cual tendrá un comportamiento similar a la energía especifica.
Análogamente la fuerza específica tiene un valor mínimo que se conoce como profundidad
crítica, a la que corresponde una fuerza específica denominada fuerza específica crítica o
mínima, siendo esta ultima el mínimo ímpetu que requiere una sección de flujo para
mantener el movimiento del flujo
http://repositorio.pucp.edu.pe/index/bitstream/handle/123456789/41245/mecanica_flui
dos_cap03.pdf?sequence=9&isAllowed=y
4. Zonas del flujo
0.000
0.050
0.100
0.150
0.200
-0.0010 0.0000 0.0010 0.0020 0.0030 0.0040 0.0050 0.0060
Y(m)
Fs (m)
Gráfica Fuerza especifica Vs Profundidad de flujo Y
q = 0.010174 q = 0.012703 q = 0.013866 q = 0.015785

3. Como podemos evidenciar en la gráfica se van a presentar tres tipos de flujo. Flujo crítico, referido
al punto de inflexión de la gráfica, en este se encontrara un Tirante critico (Yc) definido como la
profundidad en la que se encuentra el mínimo de energía requerida para transportar un
determinado caudal en un canal. Cuando la profundidad del flujo es mayor que la profundidad
crítica, la velocidad será menor que la velocidad crítica, y el flujo se denomina Flujo subcrítico. Por
otra parte Cuando la profundidad del flujo es menor que la profundidad crítica, la velocidad será
mayor a velocidad crítica, y el flujo se denomina Flujo supercrítico.
https://es.wikipedia.org/wiki/Profundidad_cr%C3%ADtica
http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1794-12372004000100007
-0.010
0.010
0.030
0.050
0.070
0.090
0.110
0.130
0.150
0.010 0.060 0.110 0.160
Y(m)
E (m)
Gráfica Energia especifica Vs Profundidad de flujo Y
q = 0.012703
Flujo subcritico
Flujo critico
Flujo Supercritico

4. 5. Comparación de los resultados con teoría
Los resultados describen muy bien el flujo al tiene valores concordantes con lo viso durante la
práctica, ya que en ellos se evidencia un cambio de régimen en cual presenta un resalto hidráulico
que fue observado en la práctica, además de un perfil de flujo similar al presentado, una curva de
energía especifica que es acorde con la presentada en teoría, al igual que la curva de fuerza
específica, curvas bastante representativas por sus formas.
6. Clasificación de régimen de flujo
El número de Froude permite establecer un límite entre regímenes de flujo de modo que siempre
que ocurre un cambio de régimen el tirante debe pasar por su valor critico generando así un
resalto hidráulico, este resalto se pudo evidenciar una vez el flujo pasaba el vertedero, gracias a
este resalto hidráulico presentado en la práctica y en base al número de Froude podemos concluir
que el flujo presentara dos tipos de regímenes, uno antes del vertedero que corresponden a los
datos que presenta un Fr<1 el cual será un Flujo subcrítico o tranquilo, tiene una velocidad
relativa baja y la profundidad es relativamente grande, prevalece la energía potencial. Y un Fr>1
que se presentara después del vertedero siendo este un Flujo supercrítico o rápido, tiene una
velocidad relativamente alta y poca profundidad prevalece la energía cinética.
7. Grafica de
La grafica evidencia que al aumentar el caudal en una misma sección transversal el fluido
tendrá un mayor tirante
8. Perfil de flujo
0.000
0.005
0.010
0.015
0.020
0.025
0.030
0.035
0.040
0.045
0.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 0.012 0.014 0.016 0.018 0.020 0.022 0.024 0.026 0.028
Yc(m)
q (m³ / s * m)
Gráfica de Yc Vs q

5. Se puede evidenciar que el fluido se remansa antes del vertedero, eso con el fin de
ganar la fuerza y altura que necesita para pasar con el caudal dado este obstáculo.
Mientras se acumula esa cantidad de movimiento, el flujo deja de ser permanente y se
conoce como flujo no permanente.
9. Comportamiento si fuera un canal trapezoidal
El comportamiento del canal sería muy similar, puesto que seguiría presentando un remanso
de agua antes del vertedero y un cambio de régimen con un resalto hidráulico, sin embargo
los resultados cambiarían enormemente debido a que el canal trapezoidal posee una
geometría diferente.
CONCLUSIONES
Existieron múltiples errores en el desarrollo del laboratorio que impidieron obtener valores
concordantes a los teóricos, esto puede deberse a que el canal presenta una inclinación lateral
Cuando Ocurre un cambio brusco de pendiente también el fluido presentara un
cambio en el régimen de flujo, siendo este un fenómeno local denominado resalto
hidráulico en el cual se ve involucrado una disipación de energía en un tramo corto
debido a la fricción presentada en el canal
El número de Froude es un número que representa el efecto de las fuerzas de
gravedad en el fluido, permitiendo así caracterizar el régimen de un fluido, en función
de la velocidad y tirante del mismo
Tanto la energía especifica como la fuerza especifica presenta puntos de inflexión
para los cuales podemos determinar un valor de tirante mínimo, sin embargo se puede
evidenciar que la energía presentara un disipación debido a la fricción del canal, en
cambio la fuerza especifica se mantendrá constante antes y después del resalto
hidráulico
-0.050
0.000
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0102030405060708090100110120130140150160170180190200210220230240250260270280290300310320330340350360370380390400410420430440450460470480490500510520530540550560570580590600610620630640650660670680690700710720730740750760770780790800810820830840850860870880890900910920930940950960970980990100010101020103010401050106010701080109011001110112011301140115011601170118011901200121012201230124012501260127012801290130013101320133013401350136013701380139014001410142014301440145014601470148014901500151015201530154015501560157015801590160016101620163016401650166016701680169017001710172017301740175017601770178017901800
Y(m)
X (cm)
Perfil de Flujo
Pendiente de 1.2 % Pendiente de 2.1 % Pendiente de 3 % Pendiente de 0 %