ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRICOLA- UNP

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRICOLA- UNP2014

AO DE LA PROMOCION DE LA INDUSTRIA RESPONSABLE Y EL COMPROMISO CLIMATICO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURAFACULTAD DE AGRONOMIAESCUELA DE INGENIERIA AGRICOLA

CURSO: HIDRAULICA

TEMA :DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE CORIOLIS Y BOUSSINEQ.

CICLO : VII

PROFESOR : ING WALTER RAMREZ CHACN.

ALUMNO: RIMAICUNA ZURITA DENISS ARMENGOL.PIURA- PERU 2014

INTRODUCCIN.

Al hacer un anlisis detallado y pasar de estudio de los lquidos de fluido ideal a la de fluido real, con viscosidad nula, se deben tener en cuenta los siguientes factores: La irregular distribucin de la velocidad en una seccin transversal considerada y las prdidas de energa o prdidas de presin, ambos factores son consecuencia de la viscosidad del fluido.

Si bien un fluido ideal, como es conocido, puede presentar un perfil de velocidades no plano, por lo que es obvio este flujo no producir prdida de energa mientras en la prctica en un fluido real por diferentes razones se van a presentar perdidas de energa.Debido a la distribucin no uniforme de velocidades en una seccin de canal, la carga de velocidad de un flujo en canales abiertos es por lo general mayor que el valor calculado a partir de la expresin V/2g, por lo que es conveniente afectarla por un coeficiente conocido como coeficiente de energa o coeficiente de Coriolis. En flujo en canales abiertos, la distribucin no uniforme de velocidades tambin afecta el clculo del momentum, de ah la importancia de familiarizarse con los coeficientes y con las ecuaciones para calcularlos.

OBJETIVO PRINCIPAL: Aprender a proponer los valores de los coeficientes de distribucin de velocidad y , calcularlo con los modelos a partir de las respectivas ecuaciones.OBJETIVO ESPECFICO: Determinar el coeficiente de Coriolis y Boussinesq

MARCO TEORICO:Coeficiente de energa o coeficiente de Coriolis. El efecto Coriolis, descrito en 1836 por el cientfico francs Gaspard-Gustave Coriolis, es el efecto que se observa en un sistema de referencia en rotacin cuando un cuerpo se encuentra en movimiento respecto de dicho sistema de referencia. Este efecto consiste en la existencia de una aceleracin relativa del cuerpo en dicho sistema en rotacin. Esta aceleracin es siempre perpendicular al eje de rotacin del sistema y a la velocidad del cuerpo.

Cuando se utiliza el principio de energa en clculos, la carga de velocidad real puede expresarse como ), siendo coeficiente de energa o coeficiente de Coriolis. El valor de para canales prismticos relativamente rectos, vara desde 1.03 hasta 1.36, donde el valor alto se asocia con canales pequeos y el valor bajo con corrientes grandes y de profundidad considerable. El coeficiente de Coriolis aumenta cuando se da el flujo laminar, debido al fuerte gradiente de velocidades, dando como resultado valores elevados de este coeficiente.

Coeficiente de momentum o coeficiente de Boussinesq. A partir del principio de mecnica, el momentum de un fluido que pasa a travs de una seccin transversal de un canal por unidad de tiempo se expresa por , donde es conocido como coeficiente de momentum o coeficiente de Boussinesq, en honor a J. Boussinesq quien lo propuso por primera vez; es el peso unitario del agua, V es la velocidad media del agua y Q el caudal. Experimentalmente se ha encontrado que para canales artificiales aproximadamente rectos, vara desde 1.01 hasta 1.12.De acuerdo a lo expuesto anteriormente el coeficiente a se usara en los clculos en los que intervenga la energa y el coeficiente en los clculos en los que intervenga la cantidad de movimiento.As por ejemplo, si extendemos la ecuacin de la energa a toda la seccin trasversal considerando la velocidad media se obtiene.

Cada seccin transversal en funcin de su distribucin de su velocidad tiene un valor Es evidente que de los coeficientes y dependen de la exactitud con la que se estn haciendo los clculos. Ambos son siempre mayores que la unidad. En muchos casos se justifican, considerar

a medida que el gradpo de turbulencia es mayor. O sea para Reynolds altos, la distribucin de la velocidades se hace ms uniforme y ea ms cierta la suposicin siempre se tendrn pueto que la expresin de a interviene al cubo y en la expresin interviene el cuadrado.En el flujo laminar dado el fuerte gradiente de velocidad, los valores y son grandes, se demuestra facimenete que es una tubera con escurrimiento laminar

La variacin de los valores del coeficiente de Boussinesq, depende en general de la medida del tipo de canal en el cual se tiene que trabajando. Para canales de seccin combinada, el valor de depende de la forma de la seccin expresada a travs de los parmetros de w, n y y de la distribucin de velocidades en funcin de n.Para canales trapezoidales el valor de ,estinfluenciadoademsdela distribucindevelocidades,porlarelacinentreelanchoenelfondo B y el ancho superficial T.Paracanalestriangularesyrectangulareselvalor esindependiente del tamao de la seccin. Su valor es una funcin exclusiva de la distribucin de velocidades.Coeficientes de distribucin de velocidad segn Steponas Kolupaila

Determinacin grafica del coeficiente de Coriolis y Boussinesq.OBrien y Johnson utilizaron una solucin grafica de las anteriores ecuaciones.A partir de las curvas de distribucin de la velocidad medidas, utilizando planmetro, se mide el rea dentro de cada curva de igual velocidad. Al tomar la velocidad indicada por cada curva de igual velocidades como , se contruye una curva de versus la correspondiente rea planimetrada. Es evidente que el ara bajo esta curva de es la integral , la cual puede obtenerse utilizando planimetra nuevamente, de manera similar, las integrales , y, tambin pueden obtenerse la integral , dividida por A da V. una vez estas cantidades han siendo determinadas, las ecuaciones anteriores pueden utilizarse para encontrar los coeficientes y .Para un canal ancho con fondo rugoso, se han obtenido las siguientes expresiones para los valores de y

Dnde:

Siendo: : La velocidad mxima : La velocidad media Comparar los valores calculados a partir de las ecuaciones, con los valores propuestos por diferentes investigadores, para las mismas condiciones de revestimiento o material del modelo.

Como hemos sealado anteriormente los valores ay b dependen del tipo de la curva de distribucin de velocidad, especficamente de la relacin que existe entra la velocidad mxima y la media tal come se expresa en la ecuaciones anteriores.Mtodo prctico determinar los coeficientes de distribucin de energa y de momentum.Equipo: Correntmetro Cinta mtrica Cronmetro

Procedimiento: 1. Seleccionar una seccin transversal en el modelo de pendiente fija donde no existan interferencias por estructuras. 2. Medir la profundidad del flujo. 3. Dividir en dovelas de ancho constantes la seccin transversal del canal. 4. Calcular por medio del correntmetro la velocidad en diferentes profundidades de cada dovela. 5. Calcular la velocidad media general de la seccin transversal. 6. Establecer entre las velocidades calculadas, la velocidad mxima. 7. Suponiendo una distribucin logartmica de velocidades, calcular los coeficientes a partir de las siguientes ecuaciones:

donde:

Comparar los valores calculados a partir de las ecuaciones anteriores con los valores propuestos por diferentes investigadores, para las mismas condiciones de revestimiento o material del modelo.

CONCLUSIONES: Se concluye que los coeficientes de Coriolis y Boussinesq, se deben calcular con el mayor cuidado posible por estos valores nos darn un dato ms cercano en la formula de Bernoulli y el momentum de un flujo. Se deben seguir los pasos de manera ordenada y sistemtica en el mtodo prctico porque est la manera ms sencilla de determinar estos coeficientes en campo.BIBLIOGRAFA: Hidrulica de canales abiertos- Ven Ten Chow hidrulica de canales y tuberas- Arturo Rocha Felices. Hidrulica de Tuberas- Edgar Sparrow Alamo- Universidad Nacional del Santa 2008. Manual de Hidrulica de Canales- Guadalupe Estrada Gutirrez. Apuntes de hidrulica bsica- Guillermo Benjamn Prez morales.

1HIDRAULICA