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• Roddy Vicente

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 ACULTAD

E NGENIERÍA 

INFORME Nº 001  – G3 – UPLA  – 12 DE LA UEC LABTORIO DE MEC. DE FLUIDOS E HIDRAULICA

1. DATOS GENERALES 1.1. Tema: VERTEDERO RECTANGULAR 1.2. Fecha:

FECHA DEL ENSAYO FECHA DE ENTREGA DEL INFORME

: 04 DE SETIEMBRE DE 2012. : 11 DE SETIEMBRE DE 2012.

1.3. Lugar:

Departamento Provincia Distrito Distrit o Lugar  Anexo

: Junín : Huancayo : Huancayo : Facultad de Ingeniería  – Giráldez : Laboratorio Laboratorio de Mecánica Mecánica de Fluidos Fluidos e Hidráulica Hidráulica

1.4. Participantes:

RUPAY VARGAS, Marcos Josué. 1.5. Modulo:

FME - 00 2. OBJETIVO

DETERMINAR EL VALOR DEL COEFICIENTE DE DESCARGA “ µ”. ENCONTRA LA ECUACION DE CALIBRACION Y LOS ERRORES (%). 3. EQUIPOS Y/O MATERIALES BANCO HIDRÁULICO  – FME

DEFLECTORES DE TURBULENCIA

VERTEDERO

ALTÍMETRO – FME 02

 ACULTAD

E NGENIERÍA 

CRONÓMETRO

INDICADOR

PIEZÓMETRO

4. PROCEDIMIENTO 4.1. Se midió la base del vertedero v ertedero rectangular, obteniendo 3cm. 4.2. Se instaló el vertedero rectangular  en el canal del banco hidráulico. 4.3. Luego se procedió a instalar los deflectores de t urbulencia. 4.4. Una vez instalado lo mencionado arriba se encendió el Banco Hidráulico. 4.5. Se apaga el banco hidráulico hasta que no exista caída del Fluido, por la garganta del vertedero. 4.6. Se realiza la primera medición con el altímetro al mínimo contacto con el fluido, para graduarlo a cero el altímetro. 4.7. Se realiza la primera medición de la altura del fluido, respecto a la garganta rectangular del vertedero; en régimen constante. 4.8. Después de medir la primera altura, se realiza la medición del volumen con un piezómetro, y controlando el tiempo con cronometro. 4.9. El mismo procedimiento (4.6 – 4.7), se realiza para obtener los datos. En nuestro caso se tomaron ocho datos (altura, volumen, tiempo). t iempo). 5. TABLA DE REGISTROS 5.1. TABLA N° 01:

En esta tabla se registraron los volúmenes en litros, los tiempos en segundos, y las alturas en milímetros. N°

VOLUMEN lt.

TIEMPO s

CAUDAL m3/s

ALTURA mm

1

2

20.61

20.04

2

2

13.32

26.10

3

3

13.32

31.80

4

3

10.02

36.30

5

5

10.13

42.00

6

5

7.99

46.00

7

5

7.58

53.20

8

5

5.84

58.40

Q 2/3

log Q

log h

h/b

µ

 ACULTAD

E NGENIERÍA 

6. TABLA DE DATOS PROCESADOS 6.1. TABLA N° 02: 6.1.1. 1° PASO: convertir el volumen de litros a metros cúbicos. 3 2 lt. = 0.002 m 6.1.2. 2° PASO: convertir la altura de milímetros a metros. 20.04 mm = 0.02004 m. 6.1.3. 3° PASO: calculo del caudal o gasto (Q)

   



            2/3

6.1.4. 4° PASO: calculo de Q  2/3 -4 2/3 Q   = (9.074 x 10 )  = 0.00211 6.1.5. 5° PASO: calculo de log Q. Log Q = Log (9.074) = -4.01305 6.1.6. 6° PASO: calculo de log h. Log h = Log (0.02004) = -1.69810 6.1.7. 7° PASO: calculo de h/b. h/b = (0.02004/0.03) = 0.668 6.1.8. 8° PASO: calculo del coeficiente de descarga “ µ”, a partir de la siguiente ecuación:

     √    

      

       



                 

N°

VOLUMEN TIEMPO m3 s

CAUDAL m3/s

ALTURA m

0.668

0.3861

-4

0.02610

0.00282

-3.82347

-1.58336

0.870

0.4020

-4

0.03180

0.00370

-3.64738

-1.49757

1.060

0.4483

-4

0.03630

0.00448

-3.52375

-1.44009

1.210

0.4887

-4

0.04200

0.00625

-3.30664

-1.37675

1.400

0.6473

-4

0.04600

0.00732

-3.20358

-1.33724

1.533

0.7160

-4

0.05320

0.00758

-3.18070

-1.27409

1.773

0.6068

-4

0.05840

0.00902

-3.06744

-1.23359

1.947

0.6848

0.002

13.32

1.502 x 10

10.02

2.252 x 10 2.994 x 10

5

0.005

10.13

4.936 x 10

6

0.005

7.99

6.258 x 10

7 8

0.005 0.005

7.58 5.84

µ

-1.69810

2

0.003

h/b

-4.01305

9.704 x 10

4

log h

0.00211

20.61 13.32

log Q

0.02004

0.002 0.003

2/3

-5

1 3

Q

6.596 x 10 8.562 x 10

 ACULTAD

E NGENIERÍA 

7. GRAFICOS Y/O RESULTADOS 7.1. GRAFICO N° 01

Q en función de µ

 0.9 0.8

µ = 0.3733e838.11(Q)

0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0.E+00



1.E-04

2.E-04

3.E-04

4.E-04

5.E-04

6.E-04

7.E-04

8.E-04



9.E-04

El valor promedio del coeficiente de descarga es:

    7.2. GRAFICO N° 02

Log Q en funcion de h log Q -3.0

-3.2

y = 2.1212x - 0.4373

-3.4 -3.6 -3.8 -4.0 -4.2 -1.7

-1.6

-1.5

-1.4

-1.3

-1.2 log h



De la siguiente expresión: expr esión:

    Se va calcular el valor de n y K.

ECUACIÓN DE CALIBRACIÓN.

 ACULTAD



E NGENIERÍA 

De la expresión anterior, multiplicamos por log a ambos miembros, y nos da como resultado lo siguiente:

              

Donde:

Y=log Q m=n X=log h b=log K   

De la ecuación de la recta: n = 2.1212 Entonces: K= 10-0.4373 = 0.3653. La Ecuación de Calibración, es:

    

Nos da como resultado la siguiente tabla, con sus respectivos errores. Q real

Q generado -5

9.704 x 10

-4

1.502 x 10

-5

6.25

-4

-6.14

-4

-7.40

-4

-7.03

-4

12.48

-4

17.58

-4

-8.96

-4

-3.04

9.1335 x 10   1.5997 x 10  

-4

2.4322 x 10  

-4

3.2205 x 10  

2.252 x 10 2.994 x 10

-4

4.936 x 10

-4

6.258 x 10

4.3882 x 10   5.3222 x 10  

-4

7.2453 x 10  

-4

8.8301 x 10  

6.596 x 10 8.562 x 10

error %

 ACULTAD

E NGENIERÍA 

CONCLUSIONES: 

RUPAY VARGAS, MARCOS JOSUE. o

o

El vertedero rectangular tiene que tener una buena fijación en el borde el canal del banco hidráulico, porque de tal manera se logra que el fluido se mantenga al nivel de la garganta del vertedero rectangular. Según el grafico N° 01, se concluye que a mayor altura mayor es el caudal del fluido, porque a mayor abertura de la válvula del banco hidráulico mayor es el flujo y proporcionalmente la altura del fluido sobre la garganta del vertedero rectangular. Como se observa en el gráfico.

Q en función de µ

 0.9 0.8

µ = 0.3733e838.11(Q)

0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0.E+00

o

o

1.E-04

2.E-04

3.E-04

4.E-04

5.E-04

6.E-04

7.E-04

8.E-04

La ubicación del Altímetro sobre el canal del Banco Hidráulico es muy importante, por que la altura del fluido sobre el canal no es el mismo sobre la garganta del agua. El coeficiente de descarga no permanece constante, por tal motivo se determino una variación del coeficiente de descarga.

    o

Sin los deflectores de turbulencia no se logra obtener un flujo constante y uniforme, la cual se requiere para realizar los aforados de volumen, tiempo y altura del fluido sobre la garganta del vertedero rectangular.

RECOMENDACIONES: 

RUPAY VARGAS, MARCOS JOSUE. o



9.E-04

Se recomienda fijar bien el vertedero par evitar las filtraciones del fluido, para evitar perdida del flujo, y errores en los aforados del volumen, tiempo y altura.

 ACULTAD

o

o

o

o

E NGENIERÍA 

Para obtener esta relación se recomienda, que la válvula reguladora de potencia de la bomba 2 HP, se aumente poco a poco según se requiera, de tal manera que se obtenga la relación proporcionalmente entre el Q y el µ. Se recomienda tomar las lecturas de altura con el altímetro sobre el canal, más no sobre la garganta del vertedero; también para aforar correctamente se debe esperar a que se estabilice el flujo de agua en el canal del Banco Hidráulico. Se recomienda realizar varias lecturas de volumen, tiempo, y altura sobre la garganta del vertedero; para calcular una adecuada variación del coeficiente de variación (∆µ). Se recomienda el uso de deflectores de turbulencia, porque su uso es de vital importancia para estabilizar el flujo en el canal del banco hidráulico. Como se observa en los fotografías.