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Javier Estiven Suárez Méndez
Código: 5500873
Retroalimentación del parcial
1. Para un canal natural se busca determinar una estructura de aforo que permita establecer
de manera continua el canal que pasa por un punto especifico, para tal actividad la junta de
acción comunal de la vereda cercana lo busca a usted para que plantee al menos 2
alternativas de aforo de caudal con la precisión adecuada, los caudales establecidos son
Q1=(Suma de los 4 últimos dígitos del código)*9 L/s , Q2=1.5*Q1 y Q3=0.72*Q1.¿ Cuál de
las estructuras planteadas es adecuada para establecer la medición? Establezca las curvas
de calibración y justifique su respuesta.
Q1= (0+8+7+3)*9=162 L/s
Q2= 1,5*162 L/s = 243 L/s
Q3= 0,72*162 L/s = 116,6 L/s
Teniendo en cuenta los caudales presentados las dos alterativas de aforo son un vertedero
rectangular con una longitud L de 0,55 m y una canaleta Parshall con una garganta de 0,3048
m, el planteamiento realizado de estas dos estructuras de aforo nos dio una presión
adecuada como se puede ver a continuación:
Vertedero rectangular Canaleta Parshall
H(m) Q(L/s Precisión H(m) Q(L/s Precisión
0 0,00 0 0,00
0,01 1,01 1,85 0,01 0,63 1,18
0,02 2,86 2,40 0,02 1,81 1,54
0,03 5,26 2,84 0,03 3,35 1,84
0,04 8,10 3,22 0,04 5,18 2,09
0,22 104,43 7,20 0,3 110,83 5,66
0,23 111,63 7,36 0,31 116,49 5,76
0,24 118,99 7,51 0,32 122,25 5,85
0,25 126,50 7,67 0,37 152,43 6,31
0,26 134,17 7,81 0,38 158,74 6,39
0,27 141,98 7,96 0,39 165,13 6,48
0,28 149,94 8,10 0,4 171,61 6,56
0,29 158,04 8,24 0,49 233,62 7,29
0,3 166,29 8,38 0,5 240,91 7,36
0,31 174,67 8,52 0,51 248,27 7,44
0,37 227,76 9,30 0,52 255,71 7,51
0,38 237,06 9,42 0,53 263,22
0,39 246,48 9,54
0,4 256,02 9,66
Por medio de las dos tablas se pueden ver el rango donde se encuentran los caudales
propuestos, y su respectiva precisión en donde solo un caudal caza en la altura fija, el resto
están en un rango.
Entre los dos sistemas de aforo el sistema más adecuado para la medición es la canaleta
parshall ya que de acuerdo con las tablas mostradas anteriormente tiene una mejor
precisión y hay uno de los datos que caza en el valor del caudal, de acuerdo a las gráficas de
calibración en la canaleta parshall el aumento del caudal es menor a medida que aumenta
la altura esto nos genera un menor error a la hora de medir los caudales con este sistema
de aforo.
2. Dibuje y explique la línea de energía en flujo a superficie libre, establezca las condiciones de
medición propias de esta condición de flujo
En el siguiente esquema se puede ver la línea de energía en flujo a superficie libre o en
canales entre un punto 1 y 2, que consta de 3 tipos de energía, la energía potencial, la
energía piezométrica y la energía potencial y unas pérdidas de energía que están dadas por
el tipo de material o las condiciones por donde pasa el fluido. La altura Y1 se mide desde el
nivel de referencia que esta ubicado en la base del canal hasta la línea de la lamina de
agua de color azul claro.
3. Defina que es un resalto hidráulico y las condiciones bajo las cuales se da dicho fenómeno,
adicionalmente defina su clasificación general
Es un fenómeno hidráulico local, en el cual ocurre un cambio de régimen de supercrítico a
subcrítico.
Condiciones: Tiene que haber un cambio de régimen de supercrítico a subcrítico, el número
de Froude pasa de un valor mayor a 1 a un valor menor que 1, esto ocasiona que el cauce
pase de velocidades altas a bajas y de alturas de la lamina de agua de bajas a altas.
Clasificación de los resaltos:
La clasificación está dada por el número de Froude que tiene la siguiente ecuación:
𝑁𝑓 =
𝑉
√𝑔 ∗ 𝐷
Este número de Froude depende de las características geométricas del canal y del caudal
que pasa por el canal, se clasifica de la siguiente manera:
1 < 𝑁𝑓 ≤ 1,7 𝑂𝑛𝑑𝑢𝑙𝑎𝑡𝑜𝑟𝑖𝑜
1,7 < 𝑁𝑓 ≤ 2,5 𝐷𝑒𝑏𝑖𝑙
2,5 < 𝑁𝑓 ≤ 4,5 𝑂𝑠𝑐𝑖𝑙𝑎𝑛𝑡𝑒
4,5 < 𝑁𝑓 ≤ 9 𝐸𝑠𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒
𝑁𝑓 > 9 𝐹𝑢𝑒𝑟𝑡𝑒
4. En un canal artificial trapezoidal con una base de 0,5 m y z= 0,5 se conduce agua de manera
constante en cantidad igual a Q2 hacia una finca para diferentes usos dentro de la misma
tales como uso humano y nutrición tanto animal como vegetal, el agua es transportada
desde un rio por el canal a una velocidad de 2,2 m/s, determine las propiedades geométricas
del canal y defina la clasificación. Considere una temperatura de 5ᵒC
La solución de este punto se va a realizar para dos diferentes tipos de canales el primero es
para un canal trapezoidal y el siguiente para un canal rectangular.
Datos conocidos:
B= 0,5 m
z= 0.5
Q2= 243 L/s = 0,243 m3
/s
V= 2,2 m/s
Viscosidad cinemática a 5ᵒC = 1,519*10-6
m2
/s
▪ Canal trapezoidal
Q=A*V --> A=Q/V
𝐴 =
0,243 𝑚3
/𝑠
2,2 𝑚/𝑠
= 0,110 𝑚2
𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑚𝑜𝑗𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑢𝑛 𝑡𝑟𝑎𝑝𝑒𝑐𝑖𝑜 = (𝐵 + 𝑧 ∗ 𝑦) ∗ 𝑦
Por lo tanto:
0,110 𝑚2
= (0,5 m + 0,5*y)*y → sin unidades seria 0,110 = 0,5*y + 0,5*y2
0,5*y2
- 0,5*y – 0,110=0 en donde y=0,185 m
Propiedades geométricas del canal trapezoidal
Área = 0,110 m2
Perímetro = 0,5 m + (2 ∗ 0.185) ∗ √1 + 0,5𝑚) = 0,913 m
Radio hidráulico = A/P =
0,110 𝑚2
0,913 𝑚
= 0,120 𝑚
Espejo de agua = B+2z*y → 0,5 m + 2*0,5*0,185 m = 0,685 m
Clasificación del flujo
• Espacio = Uniforme
• Tiempo = Permanente
• Estado = Turbulento
𝑹𝒆 =
𝑽∗𝑹𝒉
𝝂
=
2,2
𝑚
𝑠
∗ 0,120 𝑚
1,519∗10−6
𝑚2/s
= 173798,5
• Régimen = Supercrítico
𝑵𝒇 =
𝑽
√𝒈 ∗
𝑨
𝑻
=
2,2
m
s
√9,81
m
s2 ∗
0,110 m2
0,685 m
= 1,75
▪ Canal rectangular
Q=A*V → A=Q/V
A= 0,110 m2
Á𝒓𝒆𝒂 𝒎𝒐𝒋𝒂𝒅𝒂 𝒅𝒆 𝒖𝒏 𝒓𝒆𝒄𝒕𝒂𝒏𝒈𝒖𝒍𝒐 = 𝑩 ∗ 𝒚
Por lo tanto:
0,110 m2
= 0,5 m * y → 𝑦 =
0,110 𝑚2
0,5 𝑚
= 0,22 𝑚
Propiedades geométricas del canal rectangular
Área = 0,110 m2
Perímetro = B+2*y = 0,5 m + 2*0,22 m = 0,94 m
Radio hidráulico = A/P =
0,110 𝑚2
0,94 𝑚
= 0,117 𝑚
Espejo de agua = B → 0,5 m
Clasificación del flujo
• Espacio = Uniforme
• Tiempo = Permanente
• Estado = Turbulento
𝑹𝒆 =
𝑽∗𝑹𝒉
𝝂
=
2,2
𝑚
𝑠
∗ 0,117 𝑚
1,519∗10−6
𝑚2/s
= 169453,6
• Régimen = Supercrítico
𝑵𝒇 =
𝑽
√𝒈 ∗
𝑨
𝑻
=
2,2
m
s
√9,81
m
s2 ∗
0,110 m2
0,5 m
= 1,5

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LABORATORIO CALIFICADO 02 PESO VOLUMÉTRICO DE SUELOS COHESIVOS- MÉTODO DE LA ...
 

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  • 1. Javier Estiven Suárez Méndez Código: 5500873 Retroalimentación del parcial 1. Para un canal natural se busca determinar una estructura de aforo que permita establecer de manera continua el canal que pasa por un punto especifico, para tal actividad la junta de acción comunal de la vereda cercana lo busca a usted para que plantee al menos 2 alternativas de aforo de caudal con la precisión adecuada, los caudales establecidos son Q1=(Suma de los 4 últimos dígitos del código)*9 L/s , Q2=1.5*Q1 y Q3=0.72*Q1.¿ Cuál de las estructuras planteadas es adecuada para establecer la medición? Establezca las curvas de calibración y justifique su respuesta. Q1= (0+8+7+3)*9=162 L/s Q2= 1,5*162 L/s = 243 L/s Q3= 0,72*162 L/s = 116,6 L/s Teniendo en cuenta los caudales presentados las dos alterativas de aforo son un vertedero rectangular con una longitud L de 0,55 m y una canaleta Parshall con una garganta de 0,3048 m, el planteamiento realizado de estas dos estructuras de aforo nos dio una presión adecuada como se puede ver a continuación: Vertedero rectangular Canaleta Parshall H(m) Q(L/s Precisión H(m) Q(L/s Precisión 0 0,00 0 0,00 0,01 1,01 1,85 0,01 0,63 1,18 0,02 2,86 2,40 0,02 1,81 1,54 0,03 5,26 2,84 0,03 3,35 1,84 0,04 8,10 3,22 0,04 5,18 2,09 0,22 104,43 7,20 0,3 110,83 5,66 0,23 111,63 7,36 0,31 116,49 5,76 0,24 118,99 7,51 0,32 122,25 5,85 0,25 126,50 7,67 0,37 152,43 6,31 0,26 134,17 7,81 0,38 158,74 6,39 0,27 141,98 7,96 0,39 165,13 6,48 0,28 149,94 8,10 0,4 171,61 6,56 0,29 158,04 8,24 0,49 233,62 7,29 0,3 166,29 8,38 0,5 240,91 7,36 0,31 174,67 8,52 0,51 248,27 7,44 0,37 227,76 9,30 0,52 255,71 7,51 0,38 237,06 9,42 0,53 263,22 0,39 246,48 9,54 0,4 256,02 9,66
  • 2. Por medio de las dos tablas se pueden ver el rango donde se encuentran los caudales propuestos, y su respectiva precisión en donde solo un caudal caza en la altura fija, el resto están en un rango. Entre los dos sistemas de aforo el sistema más adecuado para la medición es la canaleta parshall ya que de acuerdo con las tablas mostradas anteriormente tiene una mejor precisión y hay uno de los datos que caza en el valor del caudal, de acuerdo a las gráficas de calibración en la canaleta parshall el aumento del caudal es menor a medida que aumenta la altura esto nos genera un menor error a la hora de medir los caudales con este sistema de aforo. 2. Dibuje y explique la línea de energía en flujo a superficie libre, establezca las condiciones de medición propias de esta condición de flujo
  • 3. En el siguiente esquema se puede ver la línea de energía en flujo a superficie libre o en canales entre un punto 1 y 2, que consta de 3 tipos de energía, la energía potencial, la energía piezométrica y la energía potencial y unas pérdidas de energía que están dadas por el tipo de material o las condiciones por donde pasa el fluido. La altura Y1 se mide desde el nivel de referencia que esta ubicado en la base del canal hasta la línea de la lamina de agua de color azul claro. 3. Defina que es un resalto hidráulico y las condiciones bajo las cuales se da dicho fenómeno, adicionalmente defina su clasificación general Es un fenómeno hidráulico local, en el cual ocurre un cambio de régimen de supercrítico a subcrítico. Condiciones: Tiene que haber un cambio de régimen de supercrítico a subcrítico, el número de Froude pasa de un valor mayor a 1 a un valor menor que 1, esto ocasiona que el cauce pase de velocidades altas a bajas y de alturas de la lamina de agua de bajas a altas. Clasificación de los resaltos: La clasificación está dada por el número de Froude que tiene la siguiente ecuación: 𝑁𝑓 = 𝑉 √𝑔 ∗ 𝐷 Este número de Froude depende de las características geométricas del canal y del caudal que pasa por el canal, se clasifica de la siguiente manera: 1 < 𝑁𝑓 ≤ 1,7 𝑂𝑛𝑑𝑢𝑙𝑎𝑡𝑜𝑟𝑖𝑜 1,7 < 𝑁𝑓 ≤ 2,5 𝐷𝑒𝑏𝑖𝑙 2,5 < 𝑁𝑓 ≤ 4,5 𝑂𝑠𝑐𝑖𝑙𝑎𝑛𝑡𝑒 4,5 < 𝑁𝑓 ≤ 9 𝐸𝑠𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒 𝑁𝑓 > 9 𝐹𝑢𝑒𝑟𝑡𝑒
  • 4. 4. En un canal artificial trapezoidal con una base de 0,5 m y z= 0,5 se conduce agua de manera constante en cantidad igual a Q2 hacia una finca para diferentes usos dentro de la misma tales como uso humano y nutrición tanto animal como vegetal, el agua es transportada desde un rio por el canal a una velocidad de 2,2 m/s, determine las propiedades geométricas del canal y defina la clasificación. Considere una temperatura de 5ᵒC La solución de este punto se va a realizar para dos diferentes tipos de canales el primero es para un canal trapezoidal y el siguiente para un canal rectangular. Datos conocidos: B= 0,5 m z= 0.5 Q2= 243 L/s = 0,243 m3 /s V= 2,2 m/s Viscosidad cinemática a 5ᵒC = 1,519*10-6 m2 /s ▪ Canal trapezoidal Q=A*V --> A=Q/V 𝐴 = 0,243 𝑚3 /𝑠 2,2 𝑚/𝑠 = 0,110 𝑚2 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑚𝑜𝑗𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑢𝑛 𝑡𝑟𝑎𝑝𝑒𝑐𝑖𝑜 = (𝐵 + 𝑧 ∗ 𝑦) ∗ 𝑦 Por lo tanto: 0,110 𝑚2 = (0,5 m + 0,5*y)*y → sin unidades seria 0,110 = 0,5*y + 0,5*y2 0,5*y2 - 0,5*y – 0,110=0 en donde y=0,185 m Propiedades geométricas del canal trapezoidal Área = 0,110 m2 Perímetro = 0,5 m + (2 ∗ 0.185) ∗ √1 + 0,5𝑚) = 0,913 m Radio hidráulico = A/P = 0,110 𝑚2 0,913 𝑚 = 0,120 𝑚 Espejo de agua = B+2z*y → 0,5 m + 2*0,5*0,185 m = 0,685 m Clasificación del flujo • Espacio = Uniforme • Tiempo = Permanente • Estado = Turbulento 𝑹𝒆 = 𝑽∗𝑹𝒉 𝝂 = 2,2 𝑚 𝑠 ∗ 0,120 𝑚 1,519∗10−6 𝑚2/s = 173798,5 • Régimen = Supercrítico
  • 5. 𝑵𝒇 = 𝑽 √𝒈 ∗ 𝑨 𝑻 = 2,2 m s √9,81 m s2 ∗ 0,110 m2 0,685 m = 1,75 ▪ Canal rectangular Q=A*V → A=Q/V A= 0,110 m2 Á𝒓𝒆𝒂 𝒎𝒐𝒋𝒂𝒅𝒂 𝒅𝒆 𝒖𝒏 𝒓𝒆𝒄𝒕𝒂𝒏𝒈𝒖𝒍𝒐 = 𝑩 ∗ 𝒚 Por lo tanto: 0,110 m2 = 0,5 m * y → 𝑦 = 0,110 𝑚2 0,5 𝑚 = 0,22 𝑚 Propiedades geométricas del canal rectangular Área = 0,110 m2 Perímetro = B+2*y = 0,5 m + 2*0,22 m = 0,94 m Radio hidráulico = A/P = 0,110 𝑚2 0,94 𝑚 = 0,117 𝑚 Espejo de agua = B → 0,5 m Clasificación del flujo • Espacio = Uniforme • Tiempo = Permanente • Estado = Turbulento 𝑹𝒆 = 𝑽∗𝑹𝒉 𝝂 = 2,2 𝑚 𝑠 ∗ 0,117 𝑚 1,519∗10−6 𝑚2/s = 169453,6 • Régimen = Supercrítico 𝑵𝒇 = 𝑽 √𝒈 ∗ 𝑨 𝑻 = 2,2 m s √9,81 m s2 ∗ 0,110 m2 0,5 m = 1,5