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UNIVERSIDAD NACIONAL DE

SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA

FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS,GEOLOGIA Y CIVIL

ESCUELA DE FORMACION PROFESIONALDE INGENIERIA CIVIL

MECANICA DE FLUIDOS II (IC-347)

TEMA: AFORO RIO MUYURINA

Docente: ING. Jaime L. Bendezu Prado

Alumnos:

♣ BARRIOS QUISPE, Ronel Eliver.

♣ CCOLLANA MEDINA, Miguel Angel.

♣ MELENDEZ TORRES, Diego Leonardo.

♣ HUARCAYA FLORES, Carlos Adriel.

♣ PUMAHUALLCCA

LLACCTAHUAMAN, Juan H.

♣ ROMERO CURO, Humberto.

2015AYACUCHO-PERU

Indice general

1. Objetivos 1

2. Fundamento Teorico 2

1. METODOS DE AFORO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.1. VOLUMETRICO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.2. METODO AREA VELOCIDAD (FLOTADOR- MOLINETE) . . . 3

3. Manejo de datos 6

1. O’brien Jhonson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2. Harlacher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

4. Conclusiones 11

1. conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

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Ingenierıa Civil.MECANICA DE FLUIDOS II (IC-347)

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INTRODUCCION

En la visita realizada al rio muyurina se pone en practica los conocimientos adquiridosen la teorıa y las clases a cargo del ingenierio, en esta visita tambien apreciamos el ingeniode parte de los companeros al realizar instrumentos para poder medir las velocidades del rio.

El aforo de rıos es una actividad muy importante puesto que con estos estudios sedeterminara el futuro del rio y he de aqui la importancia para construir puentes y otrasobras de arte.

La aplicacion del tubo de pitot es una muestra del ingenio que hay que tener en elcampo cuando no se cuenta con instrumentos de alta precision.

Sin lugar a dudas el mayor aprendizaje se da en el campo y combinado con la teorıahace que el aprendizaje sea aun mas completo.

EL GRUPOESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

LABORATORIO DE MECANICA DE FLUIDOS II (IC-347)

1 Objetivos

♣ Observar la aplicacion de los diversos metodos para calcular caudales ya sea O’Brieny jhonson, Harlacher, o flotabilidad.

♣ Aplicar instrumentos para medir las velocidades en un punto (tubo de pitot).

♣ Completar el aprendizaje de la teorıa con la practica.

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2 Fundamento Teorico

Se denomina aforo a un conjunto de operaciones para determinar el caudal para undeterminado nivel de tirante y tiempo, con un porcentaje de exactitud.

METODOS DE AFOROEntre los metodos mas conocidos tenemos:

♣ Volumetrico.

♣ Metodo area velocidad.

♣ Dilucion con trazadores.

♣ Metodo area pendiente.

♣ Limnımetros.

♣ Vertederos de aforo.

1.1. VOLUMETRICO

La forma mas sencilla de calcular los caudales pequenos es la medicion directa deltiempo que se tarda en llenar un recipiente de volumen conocido.La corriente se desvıa hacia un canal o tuberıa que descarga en un recipiente adecuado yel tiempo que demora su llenado se mide por medio de un cronometro.Para los caudales de mas de 4 l/s, es adecuado un recipiente de 10 litros de capacidad quese llenara en segundos (Ver Figura 1).Para caudales mayores, un recipiente de 200 litros (Turriles) puede servir para corrientesde hasta 50 1/s.El tiempo que se tarda en llenarlo se medira con precision, especialmentecuando sea de solo unos pocos segundos.La variacion entre diversas mediciones efectuadas sucesivamente dara una indicacion de laprecision de los resultados.Se deben realizar por lo menos 5 pruebas para obtener un caudalpromedio.Nunca se debe llenar todo el turril, solo hasta cierta altura, por lo que se debera tenerdentro del turril una escala que indique cual es el volumen. El proceso para calcular elcaudal con este metodo es el siguiente:

Conocer el volumen del contenedor. [V]Medir el tiempo de llenado. [t]

Q =V

t

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Fig 1. Metodo volumetrico

1.2. METODO AREA VELOCIDAD (FLOTADOR- MOLINETE)Calculo del area

Este metodo consiste basicamente en medir en un area transversal de la corriente,previamente determinada, las velocidades de flujo con las cuales se puede obtener luegoel caudal. El lugar elegido para hacer el aforo o medicion debe cumplir los siguientes re-quisitos: La seccion transversal debe estar bien definida y que en lo posible no se presenteerosion o asentamientos en el lecho del rıo.Debe tener facil acceso.Debe estar en un sitio recto, para evitar las sobre elevaciones y cambios en la profundidadproducidos por curvas.El sitio debe estar libre de efectos de controles aguas abajo, que puedan producir remansosque afecten luego los valores obtenidos con la curva de calibracion.Uno de los procedimientos mas comunes empleados en este metodo es el descrito a conti-nuacion.En el sitio que se decidio hacer el aforo, se hace un levantamiento topografico completo dela seccion transversal, el cual dependiendo de su ancho y profundidad, puede hacerse conuna cinta metrica o con un equipo de topografıa. La seccion escogida se divide en tramosiguales tal como muestra la Figura 2. El ancho entre ellas no debe ser mayor que 1/15 a1/20 del ancho total de la seccion. El caudal que pasa por cada area de influencia Ai nodebe ser mayor que el 10 % del caudal total. La diferencia de velocidades entre verticalesno debe sobrepasar un 20 %. En cada vertical, de las varias en que se divide la seccion, semiden velocidades con el molinete a 0.2, 0.6 y 0.8 de la profundidad total o con flotador.Cada vertical tiene su respectiva area de influencia (sombreado en la figura).

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Fig 2. Calculo de area

Metodo 0.2-0.8consiste en medir la velocidad a 0.2 y 0.8 de profundidad a partir de la superficie,

siendo Vm el promedio de ambas velocidades. Este metodo es el mas usado en la practica.

Vi =V0,2 + V0,8

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La velocidad media siguiente se utiliza en corrientes turbulentas por irregularidad del lecho:

Vi =V0,2 + V0,6 + V0,8

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y el caudal Qi correspondiente a la respectiva area de influencia, Ai, es:

Qi = Vi ∗ Ai

y el caudal total, QT , sera entonces:

QT =∑

Qi

Cuando las profundidades de la seccion son pequenas, menores de 0.6 m, solo se mide lavelocidad a 0.6 de la profundidad, velocidad que se considera representativa de la velocidadmedia de la vertical.

Metodo de O’brien y Jhonson

Fig 3. Metodo O’brien y Jhonson

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Metodo de Harlacher

Fig 4. Metodo O’brien y Jhonson

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3 Manejo de datos

De la visita al campo se obtuvieron los siguientes datos:

tabla 1. toma de datos en eje de coordenadas

Luego procedemos a calcular el caudal y la velocidad media por metodos de O’ Brien yjhonson.

O’brien JhonsonProcedemos a calcular las area de cada superficie.

fig M1. curvas de velocidad

Luego procedemos a hallar las areas de cada tramo.

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fig M2. areas y velocidades de cada superficie

Luego procedemos a formar la curva como se muestra en la figura M3.

fig M3. curva de areas vs velocidad

Finalmente para hallar el caudal tomamos el area formada por esa curva.

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fig M4. Area de la curva

De lo cual obtenemos:

CAUDAL(m3/s) = 2,181

Luego podemos hallar la velocidad media necesitamos el area del rio.

fig M5. Area de seccion

Luego para la velocidad media:

Vm =2,1881m3/s

3,1284m2

Vm = 0,6994m/s

HarlacherTrazamos lineas verticales cada 2 metros empezando de la orilla izquierda:

fig M6. Curvas de velocidades

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Trazamos la curvas de velocidad en cada punto y hallamos su area:

fig M7.

fig M8.

fig M9.

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fig M10.

fig M11.

fig M12.

dibujamos el espejo de agua, y colocamos las areas calculadas en forma lineal perpen-dicular ala recta anterior, para luego aproximar una curva y calcular el area generada:

fig M12. Calculo de Caudal

De lo cual obtenemos:

CAUDAL(m3/s) = 3,5612

Luego podemos hallar la velocidad media necesitamos el area del rio.

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fig M5. Area de seccion

Luego para la velocidad media:

Vm =3,5612m3/s

3,1284m2

Vm = 1,1383m/s

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4 Conclusionesconclusiones

♣ Se concluyo que el metodo mas apropiado para aforar un rıo es el de area-velocidad,puesto que toma una mayor cantidad de datos lo cual le brinda mayor precision.

♣ El tubo de pitot es un instrumento bueno para el aforo, pero aun se puede mejo-rar el trabajo haciendo uso de instrumentos de mayor precision como lo serıa uncorrentometro.

♣ Se concluyo que el ingenio es el instrumento indispensable a la hora de ir al campocomo en este caso fue el hacer uso del principio de presion es decir al tapar la partesuperior del tubo se pudo medir con mayor facilidad y precision el desnivel en el tubode pitot.

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